Question

【題目】A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期的五種常見元素，其原子序數(shù)依次增大。詳細(xì)信息見表，請(qǐng)回答下列問題：

①	A的一種核素在考古時(shí)常用來鑒定一些文物的年代
②	B的氧化物是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)之一
③	C的某一種單質(zhì)是空氣的主要成分之一
④	D的基態(tài)原子核外有6個(gè)原子軌道處于半充滿狀態(tài)
⑤	E能形成紅色的E2O和黑色的EO兩種氧化物

(1)D的價(jià)電子排布式可表示為_______。

(2)BC3-的空間構(gòu)型為____ (用文字描述)。

(3)根據(jù)等電子原理，AC分子的結(jié)構(gòu)式為_____。

(4)1 mol AC2中σ鍵、π鍵數(shù)目之比為____。

(5)將白色的ESO4溶解于水中，溶液呈藍(lán)色，是因?yàn)樯�成了一種呈藍(lán)色的配位數(shù)是4的配合離子。請(qǐng)寫出生成此配合離子的離子方程式：____。

(6)E2+能與NH3、H2O、Cl-等形成配位數(shù)為4的配合物。

①[E(NH3)4]2+中存在的化學(xué)鍵類型有____(填序號(hào))。

A．配位鍵 B．離子鍵 C．極性共價(jià)鍵 D．非極性共價(jià)鍵

②[E(NH3)4]2+具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，[E(NH3)4]2+中的兩個(gè)NH3被兩個(gè)Cl-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[E(NH3)4]2+的空間構(gòu)型為_____。其中，配體的雜化類型是_____。

(7)E的晶胞如下圖所示，E為______堆積，空間利用率為_____，E晶體中每個(gè)E原子周圍距離最近的E原子數(shù)目為____；已知E原子的半徑為a nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則E晶體的密度是_____g·cm-3。(列出算式即可)。

Answer 1

【答案】3d54s1 平面三角形 C≡O(shè) 1∶1 Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+ AC 平面正方形 sp3 面心立方最密 74% 12

【解析】

元素周期表前四周期五種元素A、B、C、D、E，其原子序數(shù)依次增大。A的一種核素在考古時(shí)常用來鑒定一些文物的年代，則A是C元素；B的氧化物是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)之一，則B是N元素；C的某一種單質(zhì)是空氣的主要成分之一，則C為O元素；D的基態(tài)原子核外有6個(gè)原子軌道處于半充滿狀態(tài)，則D核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s1，所以D原子序數(shù)為24，D是Cr元素；E能形成紅色的E2O和黑色的EO兩種氧化物，則E是Cu元素。然后根據(jù)問題逐一分析解答。

根據(jù)上述分析可知：A是C，B是N，C是O，D是Cr，E是Cu元素。

(1)D是 Cr元素，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s1，則其價(jià)電子排布式可表示為3d54s1；

(2)B是N，C是O，微粒BC3-是NO3-，由于N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+=3，且N原子上無孤對(duì)電子，所以NO3-的空間構(gòu)型為平面三角形；

(3)化合物AC是CO，由于等電子中含有的原子數(shù)相同，原子最外層電子總數(shù)也相同，所以CO與N2互為等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)相似，則化合物CO分子的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)；

(4)化合物AC2是CO2，在CO2分子中，C原子與2個(gè)O原子形成四對(duì)共用電子對(duì)，1個(gè)CO2分子中含有2個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，所以1 mol AC2中σ鍵、π鍵數(shù)目為2NA，則1 mol AC2中σ鍵、π鍵數(shù)目之比為1：1；

(5)CuSO4水溶液顯藍(lán)色，這是由于Cu2+與水分子結(jié)合形成[Cu(H2O)4]2+，則生成此配合離子的離子方程式為：Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+；

(6)①[Cu(NH3)4]2+為絡(luò)離子，其中存在的化學(xué)鍵類型有中心Cu2+與配位體NH3之間的配位鍵、配位體NH3中N與O原子之間的極性共價(jià)鍵N-H鍵，所以合理選項(xiàng)是AC；

②[Cu(NH3)4]2+具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，[Cu(NH3)4]2+中的兩個(gè)NH3被兩個(gè)Cl-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，說明4個(gè)NH3與Cu2+在同一平面上，[Cu(NH3)4]2+的空間構(gòu)型為平面正方形，4個(gè)NH3構(gòu)成正方形，Cu2+位于正方形對(duì)角線的交點(diǎn)上，2個(gè)NH3可能位于正方形相鄰的兩個(gè)頂點(diǎn)上，也可能位于正方形對(duì)角線的2個(gè)頂點(diǎn)上，其中，配體NH3中的中心原子N原子形成了3個(gè)N-H共價(jià)鍵，N原子上還有1對(duì)孤電子對(duì)，因此N原子的雜化類型是sp3雜化；

(7)根據(jù)Cu原子在晶胞中位置，Cu原子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心上，所以晶體Cu屬于面心立方最密堆積；

在一個(gè)晶胞中含有Cu原子個(gè)數(shù)為8×+6×=4，假設(shè)Cu原子半徑為R，則4個(gè)Cu原子的體積為V(Cu)=4×πR3，晶胞對(duì)角線為Cu原子半徑的四倍，則晶胞邊長(zhǎng)為L==2R，晶胞體積V(晶胞)=L3=16R3，所以晶體Cu的空間利用率為×100%=×100%=74%；

Cu晶胞中，與每個(gè)Cu原子距離最近且相等的Cu原子有3個(gè)，分別位于晶胞中通過該Cu原子的三個(gè)面心上；通過一個(gè)Cu原子可形成8個(gè)晶胞，由于每個(gè)面心Cu原子同時(shí)屬于2個(gè)晶胞，所以Cu原子周圍距離最近的Cu原子數(shù)目為3×8×=12；

若已知Cu原子的半徑為a nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶胞參數(shù)L==2a nm，則Cu晶體的密度ρ=g/cm3。