Question

6．現(xiàn)有前四周期A、B、C、D、E、X六種元素，已知B、C、D、E、A五種非金屬元素原子半徑依次減小，其中B的s能級(jí)上電子總數(shù)等于p能級(jí)上電子總數(shù)的2倍．X原子的M能層上有4個(gè)未成對(duì)電子．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出C、D、E三種原子第一電離能由大到小的順序?yàn)镕＞N＞O．（用元素符號(hào)表示）
（2）A原子與B、C、D原子形成最簡(jiǎn)單化合物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠₂O＞NH₃＞CH₄（用分子式表示），根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)BA₂D的分子構(gòu)型為平面三角形．
（3）某藍(lán)色晶體，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是X²⁺、X³⁺離子分別占據(jù)六面體互不相鄰的頂點(diǎn)，而六面體的每條棱上均有一個(gè)BC^-．與A同族且相隔兩個(gè)周期的元素R的離子位于立方體的恰當(dāng)位置上．根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知該晶體的化學(xué)式為（用最簡(jiǎn)正整數(shù)表示）KFe₂（CN）₆．
（4）科學(xué)家通過(guò)X射線探明，KCl、MgO、CaO、TiN的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似（如圖所示），其中3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表：

離子晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能/kJ•mol-1	786	715	3401

根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)：判斷KCl、MgO、TiN 三種離子晶體熔點(diǎn)從高到低的順序是TiN＞MgO＞KCl．MgO晶體中一個(gè)Mg²⁺周?chē)�和它最鄰近且等距離的O^2-有6個(gè)．
（5）研究物質(zhì)磁性表明：金屬陽(yáng)離子含未成對(duì)電子越多，則磁性越大，磁記錄性能越好．離子型氧化物V₂O₅和Cr₂O₃中，適合作錄音帶磁粉原料的是Cr₂O₃．

Answer 1

分析 B的s能級(jí)上電子總數(shù)等于p能級(jí)上電子總數(shù)的2倍，B的電子排布是1s²2s²2p²，則B是碳元素；結(jié)合B、C、D、E、A五種非金屬元素原子半徑依次減小，根據(jù)元素周期律知元素分別是碳、氮、氧、氟、氫，即A為H、C為N、D為O、E為F．X原子的M能層上有4個(gè)未成對(duì)電子，則其價(jià)電子排布式是3d⁶4s²，則X是Fe．
（1）同周期主族元素，從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但是氮原子的2p軌道上電子半充滿，較穩(wěn)定，第一電離能比氧的大；
（2）元素的電負(fù)性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物就越穩(wěn)定；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論計(jì)算甲醛HCHO中C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)，確定空間結(jié)構(gòu)；
（3）與A同族且相隔兩個(gè)周期的元素R為K元素，根據(jù)均攤法，鐵原子有8×$\frac{1}{8}$=1，F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺離子各占一半，總電荷為+2.5，CN^-為12×$\frac{1}{4}$=3，所帶電荷為-3，根據(jù)電中性知K⁺應(yīng)是0.5個(gè)；
（4）對(duì)于離子晶體，晶格能越大，熔點(diǎn)越高；MgO與NaCl晶胞結(jié)構(gòu)相似，以圖中體心白色球?yàn)镸g²⁺，則黑色球?yàn)镺^2-；
（5）V的價(jià)電子排布式是3d³4s²，有3對(duì)孤對(duì)電子，Cr的價(jià)電子排布式是3d⁵4s¹，有5對(duì)孤對(duì)電子．

解答 解：B的s能級(jí)上電子總數(shù)等于p能級(jí)上電子總數(shù)的2倍，B的電子排布是1s²2s²2p²，則B是碳元素；結(jié)合B、C、D、E、A五種非金屬元素原子半徑依次減小，根據(jù)元素周期律知元素分別是碳、氮、氧、氟、氫，即A為H、C為N、D為O、E為F．X原子的M能層上有4個(gè)未成對(duì)電子，則其價(jià)電子排布式是3d⁶4s²，則X是Fe．
（1）同周期主族元素，從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但是氮原子的2p軌道上電子半充滿，較穩(wěn)定，第一電離能比氧的大，故第一電離能：F＞N＞O，
故答案為：F＞N＞O；
（2）元素的電負(fù)性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物就越穩(wěn)定，非金屬性O(shè)＞N＞C，氫化物穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篐₂O＞NH₃＞CH₄，
根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，CH₂O的中心原子的雜化方式為sp²雜化，為平面三角形，
故答案為：H₂O＞NH₃＞CH₄；平面三角形；
（3）與A同族且相隔兩個(gè)周期的元素R為K元素，由題目信息，根據(jù)均攤法，晶胞中鐵原子有8×$\frac{1}{8}$=1，F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺離子各占一半，總電荷為+2.5，CN^-為12×$\frac{1}{4}$=3，所帶電荷為-3，根據(jù)電中性知K⁺應(yīng)是0.5個(gè)，故化學(xué)式為：KFe₂（CN）₆，
故答案為：KFe₂（CN）₆；
（4）對(duì)于離子晶體，晶格能越大，熔點(diǎn)越高，則熔沸點(diǎn)TiN＞MgO＞KCl，MgO與NaCl晶胞結(jié)構(gòu)相似，以圖中體心白色球?yàn)镸g²⁺，則黑色球?yàn)镺^2-，1個(gè)Mg²⁺周?chē)�和它最鄰近且等距離的O^2-有6個(gè)，
故答案為：TiN＞MgO＞KCl；6；
（5）V的價(jià)電子排布式是3d³4s²，有3對(duì)孤對(duì)電子，Cr的價(jià)電子排布式是3d⁵4s¹，有5對(duì)孤對(duì)電子，Cr₂O₃含未成對(duì)電子多，則磁性大，磁記錄性能越好，
故答案為：Cr₂O₃．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、元素周期律、電離能、晶胞結(jié)構(gòu)、晶體類(lèi)型與性質(zhì)等，注意理解同周期第一電離能異常情況，（3）中注意利用電荷守恒確定鉀離子數(shù)目．