Question

[化学一选修3：物质结构与性质]已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大．A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，8原子基态时s电子数与P电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的．
（1）基态E原子的价电子排布式为

 

．
（2）AB₃^2-的立体构型是

 

，其中A原子的杂化轨道类型是

 

．
（3）A₂^2-与B₂²⁺互为等电子体，B₂²⁺的电子式可表示为

 

，1mol B₂²⁺中含有的π键数目为

 

N_A．
（4）用氢键表示式写出C的氢化物水溶液中存在的所有氢键

 

．
（5）化合物DC₂的晶胞结构如图所示，该离子化合协晶体的密度为a g/cm³，则晶胞的体积是

 

 cm³（只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为N_A）．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大．A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，则A原子有2个电子层，最外层电子数为4，故A为碳元素；C在元素周期表的各元素中电负性最大，则C为氟元素；B原子基态时s电子数与P电子数相等，原子序数小于氟元素，处于第二周期，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则B为氧元素；D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，则D为Ca元素；E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的，其原子外围电子排布为3d⁵4s¹，则E为Cr元素，据此解答．

解答：A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大．A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，则A原子有2个电子层，最外层电子数为4，故A为碳元素；C在元素周期表的各元素中电负性最大，则C为氟元素；B原子基态时s电子数与P电子数相等，原子序数小于氟元素，处于第二周期，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则B为氧元素；D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，则D为Ca元素；E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的，其原子外围电子排布为3d⁵4s¹，则E为Cr元素，
（1）E为Cr元素，基态原子的价电子排布式为3d⁵4s¹，
故答案为：3d⁵4s¹；
（2）CO₃^2-中C原子的价层电子对数为3+

4+2-2×3

2

=3，C原子孤对电子对数=

4+2-2×3

2

=0，CO₃^2-为平面三角形，C原子采取sp²杂化，
故答案为：平面三角形；sp³；
（3）C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，离子结构相同，O₂²⁺的电子式可表示为，1mol O₂²⁺中含有的π键数目为2N_A，
故答案为：；2；
（4）HF水溶液中存在的所有氢键为：F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O，
故答案为：F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O；
（5）由化合物CaF₂的晶胞结构可知，晶胞中含有钙离子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，含有氟离子数目为8，故晶胞的质量为4×

78

NA

g，该离子化合协晶体的密度为a g/cm³，则晶胞的体积=

4× 78 NA g

a  g/cm3

=

312

aNA

cm³，
故答案为：

312

aNA

．

点评：本题综合查物质结构与性质，推断元素是解题的关键，涉及核外电子排布规律、氢键、杂化理论与分子结构、晶胞计算等，难度中等，（3）中注意等电子体中价电子总数相等，结构相似，（5）掌握均摊法进行晶胞的有关计算．