Question

短周期元素E、F的离子F⁺与E^2-核外电子排布相同，B、D、E元素的原子序数依次递增，B原子的每个能级上电子数相等，BE₂和D₂E是等电子体、A是F所在周期非金属性最强的元素，G．E同主族且原子核外电子层数相差两层，
请回答以下问题：
（1）元素F周期表中的位置在

 

；离子半径F⁺

 

E^2-（填“＞”．“＜”或“=”）；
（2）AE^-₃中的中心原子的杂化类型

 

，该离子的空间构型为

 

；．
（3）D₂与B^2-₂是等电子体，写出化合物CaB₂的电子式

 

；G原子基态价层电子排布式为

 

；
（4）比较E、G组成的最低价氢化物（填化学式）：
①稳定的是

 

；②还原性强的是

 

；③沸点高的是

 

．
（5）BE₂的分子构型为

 

．其晶胞如图，该晶胞中微粒间的作用力为

 

，一个BE₂分子周围最近的BE₂分子有

 

个，若该晶体的密度是dg/cm³，则晶胞的边长为

 

cm．

Answer 1

分析：短周期元素E、F的离子F⁺与E^2-核外电子排布相同，可推知F为Na、E为O元素；B、D、E元素的原子序数依次递增，B原子的每个能级上电子数相等，则其原子核外电子排布为1s²2s²2p²，则B为碳元素；CO₂和D₂O是等电子体，则D为N元素；A是F（Na元素）所在周期非金属性最强的元素，则A为Cl；G、E同主族且原子核外电子层数相差两层，则G为Se，据此计算．

解答：解：短周期元素E、F的离子F⁺与E^2-核外电子排布相同，可推知F为Na、E为O元素；B、D、E元素的原子序数依次递增，B原子的每个能级上电子数相等，则其原子核外电子排布为1s²2s²2p²，则B为碳元素；CO₂和D₂O是等电子体，则D为N元素；A是F（Na元素）所在周期非金属性最强的元素，则A为Cl；G、E同主族且原子核外电子层数相差两层，则G为Se，
（1）元素F为Na，在周期表中的位置为第三周期第ⅠA族；电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径Na⁺＜O^2-，
故答案为：第三周期第ⅠA族；＜；
（2）ClO^-₃中的中心Cl原子价层电子对数=3+

7+1-2×3

2

=4，Cl原子采取sp³杂化，由于Cl原子有1对孤对电子，故该离子为三角锥形构型，
故答案为：sp³；三角锥形；
（3）N₂与C^2-₂是等电子体，二者结构相似，化合物CaC₂的电子式为；Se处于第四周期ⅥA族，其原子基态价层电子排布式为4s²4p⁴，
故答案为：；4s²4p⁴；
（4）O、As组成的最低价氢化物分别为H₂O、H₂Se：
①非金属性O＞Se，故稳定性H₂O＞H₂Se；②非金属性越强、阴离子还原性越弱，故还原性强的是H₂O＜H₂Se；③H₂O分子之间存在氢键，氢键比范德华力更强，故沸点H₂O＞H₂Se，
故答案为：H₂O；H₂Se；H₂O；
（5）CO₂的分子构型为直线型，其晶体属于分子晶体，该晶胞中微粒间的作用力为范德华力，以顶点CO₂分子为研究对象，与之最近CO₂分子位于面心上，一个CO₂分子为12个面共用，故一个CO₂分子周围最近的CO₂分子有12个，由图可知，晶胞中CO₂分子数目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，故晶胞质量=4×

44

NA

g，若该晶体的密度是dg/cm³，则晶胞的边长=

3	4× 44 NA g d g/cm3

=

3	176 d?NA

cm，
故答案为：直线型；范德华力；12；

3	176 d?NA

．

点评：本题考查物质结构域性质，涉及元素推断、半径比较、分子结构与性质、核外电子排布、晶胞结构与计算等，（5）中注意利用补全晶胞理解，利用均摊法计算晶胞的质量是关键．