Question

[化學(xué)一選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36號的元素，它們的原子序數(shù)依次增大．A原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，8原子基態(tài)時s電子數(shù)與P電子數(shù)相等，C在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大，D的基態(tài)原子核外有6個能級且全部充滿電子，E原子基態(tài)時未成對電子數(shù)是同周期元素中最多的．
（1）基態(tài)E原子的價電子排布式為

 

．
（2）AB₃^2-的立體構(gòu)型是

 

，其中A原子的雜化軌道類型是

 

．
（3）A₂^2-與B₂²⁺互為等電子體，B₂²⁺的電子式可表示為

 

，1mol B₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為

 

N_A．
（4）用氫鍵表示式寫出C的氫化物水溶液中存在的所有氫鍵

 

．
（5）化合物DC₂的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該離子化合協(xié)晶體的密度為a g/cm³，則晶胞的體積是

 

 cm³（只要求列算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A）．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E都是元素周期表中前36號的元素，它們的原子序數(shù)依次增大．A原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，則A原子有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故A為碳元素；C在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大，則C為氟元素；B原子基態(tài)時s電子數(shù)與P電子數(shù)相等，原子序數(shù)小于氟元素，處于第二周期，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則B為氧元素；D的基態(tài)原子核外有6個能級且全部充滿電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，則D為Ca元素；E原子基態(tài)時未成對電子數(shù)是同周期元素中最多的，其原子外圍電子排布為3d⁵4s¹，則E為Cr元素，據(jù)此解答．

解答：A、B、C、D、E都是元素周期表中前36號的元素，它們的原子序數(shù)依次增大．A原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，則A原子有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故A為碳元素；C在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大，則C為氟元素；B原子基態(tài)時s電子數(shù)與P電子數(shù)相等，原子序數(shù)小于氟元素，處于第二周期，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則B為氧元素；D的基態(tài)原子核外有6個能級且全部充滿電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，則D為Ca元素；E原子基態(tài)時未成對電子數(shù)是同周期元素中最多的，其原子外圍電子排布為3d⁵4s¹，則E為Cr元素，
（1）E為Cr元素，基態(tài)原子的價電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：3d⁵4s¹；
（2）CO₃^2-中C原子的價層電子對數(shù)為3+

4+2-2×3

2

=3，C原子孤對電子對數(shù)=

4+2-2×3

2

=0，CO₃^2-為平面三角形，C原子采取sp²雜化，
故答案為：平面三角形；sp³；
（3）C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，離子結(jié)構(gòu)相同，O₂²⁺的電子式可表示為，1mol O₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為2N_A，
故答案為：；2；
（4）HF水溶液中存在的所有氫鍵為：F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O，
故答案為：F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O；
（5）由化合物CaF₂的晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中含有鈣離子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，含有氟離子數(shù)目為8，故晶胞的質(zhì)量為4×

78

NA

g，該離子化合協(xié)晶體的密度為a g/cm³，則晶胞的體積=

4× 78 NA g

a  g/cm3

=

312

aNA

cm³，
故答案為：

312

aNA

．

點(diǎn)評：本題綜合查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，推斷元素是解題的關(guān)鍵，涉及核外電子排布規(guī)律、氫鍵、雜化理論與分子結(jié)構(gòu)、晶胞計算等，難度中等，（3）中注意等電子體中價電子總數(shù)相等，結(jié)構(gòu)相似，（5）掌握均攤法進(jìn)行晶胞的有關(guān)計算．