Question

【題目】已知A、B、C、D、E五種元素是周期表中前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大。其中A、B、C為同周期的非金屬元素，且B、C原子中均有兩個(gè)未成對(duì)電子。D、E為同周期元素且分別位于s區(qū)和d區(qū)。五種元素所有的s能級(jí)電子均為全充滿。E的d能級(jí)電子數(shù)等于A、B、C最高能層的p能級(jí)電子數(shù)之和。

回答下列問題：

（1）五種元素中，電負(fù)性最大的是________(填元素符號(hào))。

（2）E常有＋2、＋3兩種價(jià)態(tài)，畫出E2＋的價(jià)電子排布圖：________________。

（3）與BC互為等電子體的分子、離子分別是______________________(各舉1例)，BC的結(jié)構(gòu)式為______________(若有配位鍵，須用“→”表示出來)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得該分子的極性極弱，試從結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行解釋：________________________________________________。

（4）自然界中，含A的鈉鹽是一種天然礦藏，其化學(xué)式寫作Na2A4O7·10H2O，實(shí)際上它的結(jié)構(gòu)單元是由2個(gè)H3AO3和2個(gè)[A(OH)4]－縮合而成的雙六元環(huán)，應(yīng)該寫成Na2[A4O5(OH)4]·8H2O，其結(jié)構(gòu)式如圖1所示，它的陰離子可形成鏈狀結(jié)構(gòu)。

①A原子的雜化方式為________。

②Na2[A4O5(OH)4]·8H2O的陰離子由極性鍵和配位鍵構(gòu)成，請(qǐng)?jiān)趫D中用“→”標(biāo)出其中的配位鍵________。該陰離子通過________________相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)。

③已知H3AO3為一元弱酸，根據(jù)上述信息，用離子方程式解釋分析H3AO3為一元酸的原因：________________________________________________________________________。

（5）E2＋在水溶液中以[E(H2O)6]2＋形式存在，向含E2＋的溶液中加入氨水，可生成[E(NH3)6]2＋，[E(NH3)6]2＋更穩(wěn)定，原因是_____________________________。

（6）由元素B、D組成的某離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，則該物質(zhì)的電子式為_____。若晶胞的長(zhǎng)、寬、高分別為520 pm、520 pm和690 pm，該晶體的密度為________(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字)g·cm－3。

Answer 1

【答案】O N2、CN－(其他合理答案均可) 分子中氧原子提供孤對(duì)電子形成配位鍵抵消了共價(jià)鍵的共用電子對(duì)偏向氧原子產(chǎn)生的極性 sp2和sp3 氫鍵 H3BO3＋H2O=[B(OH)4]－＋H＋{或B(OH)3＋H2O=[B(OH)4]－＋H＋} N的電負(fù)性小于O，N原子更易提供孤對(duì)電子形成配位鍵 Ca2＋[]2－ 2.28

【解析】

A、B、C、D、E五種元素是周期表中前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大。其中A、B、C為同周期的非金屬元素，三元素處于短周期，且B、C原子中均有兩個(gè)未成對(duì)電子，二者外圍電子數(shù)排布分別為ns2np2、ns2np4，結(jié)合A為非金屬元素，可知A為硼元素、B為碳元素、C為O元素；D、E為同周期元素且分別位于s區(qū)和d區(qū)，則二者處于第四周期，五種元素所有的s能級(jí)電子均為全充滿，則D為Ca；E的d能級(jí)電子數(shù)等于A、B、C最高能層的p能級(jí)電子數(shù)之和，則E的d能級(jí)電子數(shù)為1+2+4=7，即E的外圍電子排布為3d74s2，故E為Co，據(jù)此分析計(jì)算。

根據(jù)上述分析，A為B元素、B為C元素、C為O元素，D為Ca元素，E為Co元素。

(1)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，同周期自左而右，電負(fù)性增大，五種元素中，O元素電負(fù)性最大，故答案為：O；

(2)E為Co，常有＋2、＋3兩種價(jià)態(tài)，Co2+離子的價(jià)電子排布圖，故答案為：；

(3)與CO互為等電子體的分子、離子分別是N2、CN－，CO的結(jié)構(gòu)式為，分子中氧原子提供孤對(duì)電子形成配位鍵抵消了共價(jià)鍵的共用電子對(duì)偏向氧原子產(chǎn)生的極性，使得該分子的極性極弱，故答案為：N2、CN－；；分子中氧原子提供孤對(duì)電子形成配位鍵抵消了共價(jià)鍵的共用電子對(duì)偏向氧原子產(chǎn)生的極性；

(4)①A為B元素，結(jié)構(gòu)中B原子形成3個(gè)單鍵、4個(gè)單鍵(含有1個(gè)配位鍵)，B原子核外最外層的3個(gè)電子全部參與成鍵，雜化軌道類型為sp2、sp3，故答案為：sp2、sp3；

②形成4個(gè)鍵的B原子中含有1個(gè)配位鍵，氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵，圖1中用“→”標(biāo)出其中的配位鍵為：，該陰離子通過氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)，故答案為：；氫鍵；

③H3AO3為一元弱酸，與水形成配位鍵，電離出[A(OH)4]-與氫離子，用離子方程式表示為H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+，故答案為：H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；

(5)Co2+離子在水溶液中以[Co(H2O)6]2+形式存在，向含Co2+離子的溶液中加入氨水，可生成更穩(wěn)定的[Co(NH3)6]2+離子，是因?yàn)椋?/span>N元素電負(fù)性更小，更易給出孤對(duì)電子形成配位鍵，故答案為：N元素電負(fù)性更小，更易給出孤對(duì)電子形成配位鍵；

(6) 晶胞中鈣離子、C22-數(shù)目相等，都為8×+6×=4，形成的離子化合物為CaC2，電子式為；晶胞質(zhì)量為4×g，若晶胞的長(zhǎng)寬高分別為520pm、520pm和690pm，該晶體密度為=2.28g/cm3，故答案為：；2.28。