Question

[化學(xué)選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]圖1中幾種“俄羅斯方塊”均裁剪于長式元素周期表．特同答下列問題：

（1）a、d都是日常生活中的常見金屬，常溫下d在濃硝酸中發(fā)生鈍化，則：元素c在周期表中的位置為第

 

周期

 

族； a的單質(zhì)晶胞結(jié)構(gòu)如圖2．構(gòu)成晶體的微粒之間的作用為

 

．每個(gè)晶胞中含有的原 子數(shù)為

 

個(gè)，晶體巾距離每個(gè)a原子最近且等距離的a原子有

 

個(gè)．
（2）短周期元素h的最外層電子數(shù)是其核外電子總數(shù)的

1

3

，則e、f、g的簡單氫化物的沸點(diǎn)由高到低的次序?yàn)椋?!--BA-->

 

＞

 

＞

 

（用化學(xué)式表達(dá)），根據(jù)雜化軌道理論和價(jià)層電子對互斥理論，h的三氯化物中h原子的雜化類型為

 

，分子的空間形狀為：

 

．
（3）n的雙原子分子常溫下為液態(tài)．則圖23一③中的四種元素均屬于周期表的

 

區(qū)元素，m、n、p元素的電負(fù)性依次

 

（填“增強(qiáng)”或“減弱”）．

Answer 1

分析：（1）a、d都是日常生活中的常見金屬，有Fe、Al、Cu，常溫下d在濃硝酸中發(fā)生鈍化，有Al、Fe，由元素位置關(guān)系可知，d為Al，則a為Cu、b為Zn、c為Ga．Cu晶體為金屬晶體，利用均攤法計(jì)算晶胞中Cu原子數(shù)目，以頂點(diǎn)Cu為研究對象，與之最近的Cu處于面心上，補(bǔ)全晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)頂點(diǎn)Cu原子為12個(gè)面共用；
（2）短周期元素h的最外層電子數(shù)是其核外電子總數(shù)的

1

3

，則h為P元素，由元素位置關(guān)系可知，e為C元素、f為N元素、g為O元素，根據(jù)常溫下狀態(tài)及氫鍵判斷氫化物沸點(diǎn)高低；
h的三氯化物為PCl₃，計(jì)算P原子的價(jià)層電子對數(shù)、孤對電子確定雜化方式與分子空間構(gòu)型；
（3）n的雙原子分子常溫下為液態(tài)，則n為Br，由元素位置關(guān)系可知，l為S、p為Cl、m為I，四元素核外電子排布最后都填充p能級(jí)，均屬于周期表的p區(qū)元素，同主族元素自上而下電負(fù)性減弱．

解答：解：（1）a、d都是日常生活中的常見金屬，有Fe、Al、Cu，常溫下d在濃硝酸中發(fā)生鈍化，有Al、Fe，由元素位置關(guān)系可知，d為Al，則a為Cu、b為Zn、c為Ga，則：
Ga與Al同主族，處于Al的下一周期，則Ga處于第四周期ⅢA族，Cu晶體為金屬晶體，構(gòu)成晶體的微粒之間的作用為金屬鍵，由Cu晶胞結(jié)構(gòu)可知為面心立方，晶胞中Cu數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，以頂點(diǎn)Cu為研究對象，與之最近的Cu處于面心上，補(bǔ)全晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)頂點(diǎn)Cu原子為12個(gè)面共用，故距離每個(gè)Cu原子最近且等距離的Cu原子有12個(gè)，
故答案為：四、ⅢA；金屬鍵；4；12；
（2）短周期元素h的最外層電子數(shù)是其核外電子總數(shù)的

1

3

，則h為P元素，由元素位置關(guān)系可知，e為C元素、f為N元素、g為O元素，則：
e、f、g的簡單氫化物分別為 CH₄、NH₃、H₂O，常溫下水為液體，沸點(diǎn)最高，氨氣分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)比較甲烷高，故沸點(diǎn)H₂O＞NH₃＞CH₄，
h的三氯化物為PCl₃，P原子的價(jià)層電子對數(shù)=3+

5-1×3

2

=4，雜化軌道數(shù)為4，P原子產(chǎn)生sp³雜化，P原子有1對孤對電子，PCl₃分子的空間形狀為三角錐型，
故答案為：H₂O、NH₃、CH₄；sp³；三角錐型；
（3）n的雙原子分子常溫下為液態(tài)，則n為Br，由元素位置關(guān)系可知，l為S、p為Cl、m為I，則：
四元素核外電子排布最后都填充p能級(jí)，均屬于周期表的p區(qū)元素，同主族元素自上而下電負(fù)性減弱，故m、n、p元素的電負(fù)性依次減弱，
故答案為：p；減弱．

點(diǎn)評(píng)：本題是物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題目，涉及元素推斷、元素周期表結(jié)構(gòu)、晶胞結(jié)構(gòu)及計(jì)算、雜化理論與價(jià)層電子對互斥理論、元素周期律等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)、較好空間想象力，注意整體把握元素周期表的結(jié)構(gòu)．