Question

有A、B、C、D、E、F 6種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，B是電負(fù)性最大的元素，C的2p軌道中有3個(gè)未成對(duì)的單電子，F原子核外電子數(shù)是B與C核外電子數(shù)之和，D是主族元素且與E同周期，E能形成紅色（或磚紅色）的E2O和黑色的EO兩種氧化物，D與B可形成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）E元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為________________________________________________________________________。

（2）F的氧化物FO3分子的空間構(gòu)型為________。

（3）CA3極易溶于水，其原因主要是________________________________________________________________________。

與其最簡(jiǎn)單分子互為等電子體的陽(yáng)離子為________。

（4）下列分子結(jié)構(gòu)圖中的“”表示相關(guān)元素的原子中除去最外層電子的剩余部分，“”表示氫原子，小黑點(diǎn)“”表示沒(méi)有形成共價(jià)鍵的最外層電子，短線表示共價(jià)鍵。

則在以上分子中，中心原子采用sp3雜化形成化學(xué)鍵的是________（填寫(xiě)序號(hào)）；在②的分子中有________個(gè)σ鍵和________個(gè)π鍵。

（5）從圖中可以看出，D與B形成的離子化合物的化學(xué)式為________。

（6）圖中，若D與B的離子化合物晶體的密度為a g·cm－3，則晶胞的體積是________________________________________________________________________（寫(xiě)出表達(dá)式即可）。

 

Answer 1

（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

（2）平面正三角形

（3）與水分子間形成氫鍵　H3O＋

（4）①③④　3　2

（5）CaF2

（6）

【解析】由題意可知，A為氫元素，B為氟元素，C為氮元素，F為硫元素；E能形成紅色（或磚紅色）的E2O和黑色的EO兩種氧化物，為銅元素；D是主族元素且與銅元素同周期，并且D與氟元素形成的離子化合物的晶胞中含有8個(gè)F原子和8×＋6×＝4個(gè)D原子，可知其化學(xué)式為DF2，D的化合價(jià)為＋2價(jià)，為鈣元素。（1）當(dāng)d軌道全充滿(mǎn)或半充滿(mǎn)時(shí)能量較低，狀態(tài)較穩(wěn)定。（2）SO3分子中硫原子形成三個(gè)σ鍵，不含孤電子對(duì)，則雜化軌道數(shù)為 3，空間構(gòu)型為平面正三角形。（3）NH3分子和H2O分子可以形成分子間氫鍵，所以NH3易溶于水；等電子體是原子數(shù)相同，價(jià)電子數(shù)相同的微粒。NH3分子中含有10個(gè)電子，與其互為等電子體的陽(yáng)離子為H3O＋。（4）中心原子雜化軌道數(shù)＝σ鍵個(gè)數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)，單鍵為σ鍵，雙鍵中含有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，三鍵中含有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。由圖可知，①所示分子的中心原子中含有3個(gè)σ 鍵和1個(gè)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)為4，采取sp3雜化，②所示分子的中心原子中含有2個(gè)σ 鍵和0個(gè)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)為2，采取sp雜化；③所示分子的中心原子中含有4個(gè)σ 鍵和0個(gè)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)為4，采取sp3雜化；④所示分子的中心原子中含有2個(gè)σ 鍵和2個(gè)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)為4，采取sp3雜化。（6）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可以知道一個(gè)CaF2晶胞中有4個(gè)Ca2＋和8個(gè)F－，CaF2的摩爾質(zhì)量為78 g·mol－1，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為，則晶胞的體積為。