Question

已知元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期且原子序數依次增大，其中A含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同，C的基態(tài)原子2p軌道有2個未成對電子；C與D形成的化合物中C顯正化合價；E的M層電子數是N層電子數的4倍，F除最外層原子軌道處于半充滿狀態(tài)，其余能層均充滿電子，請回答下列問題：
（1）元素A、B、C的第一電離能由小到大的是

 

（用元素符號表示）．
（2）F原子的外圍電子排布式為

 

，F的晶體中原子的堆積方式是圖中的

 

（填寫“甲”、“乙”或“丙”）．

（3）B與C形成的四原子陰離子的立體構型為

 

，其中B原子的雜化類型是

 

．
（4）任寫一種與AB^-離子互為等電子體的離子

 

．
（5）F（OH）₂難溶于水，易溶于氨水，寫出其溶于氨水的離子方程式

 

．
（6）D和E形成的化合物的晶胞結構如圖，其化學式為

 

，已知晶體的密度為ρ g?cm^-3，阿伏加德羅常數為N_A，則晶胞邊長a=

 

cm．（用ρ、N_A的計算式表示）

（7）A、B、C三種元素和氫元素形成的氰酸有兩種結構，一種分子內含有叁鍵，稱為氰酸，另一種分子內不含叁鍵，稱為異氰酸，且兩種結構中所有原子最外層均已達到穩(wěn)定結構，分子中也不含環(huán)狀結構．請分別寫出氰酸和異氰酸的結構式：

 

、

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期，且原子序數依次增大，其中A含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同，則其原子核外電子排布為1s²2s²2p²，故A為碳元素；C的基態(tài)原子2p軌道有2個未成對電子，原子序數大于A，故其核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則C為氧元素，B的原子序數介于碳、氧之間，則B為氮元素；C與D形成的化合物中C顯正化合價，則D的電負性大于C，所以D是F元素；E的M層電子數是N層電子數的4倍，處于第四周期，F原子序數大于E，也處于第四周期，其內部各能層均排滿，且最外層電子數為1，則F的核外電子數=2+8+18+1=29，故F為Cu；結合原子序數可知，E原子最外層電子數只能為2，M層電子數是8，則E是Ca元素，據此解答．

解答： 解：（1）（1）同周期隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于氧元素，故第一電離能C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（2）F除最外層原子軌道處于半充滿狀態(tài)，其余能層均充滿電子，為Cu，原子序數為29，原子核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，外圍電子排布式為：3d¹⁰4s¹，Cu晶體屬于面心立方最密堆積，為ABC型排列方式，故圖丙符合，
故答案為：3d¹⁰4s¹；丙；
（3）B與C形成的四原子陰離子為NO₃^-，NO₃^-離子中N原子價層電子對數=3+

5+1-2×3

2

=3，且N原子不含孤電子對，所以其空間構型為平面三角形，N原子采用sp²雜化，故答案為：平面三角形；sp²；
（4）原子個數相等、價電子數相等的微�；�為等電子體，與CN^-離子互為等電子體離子有C₂^2-或O₂²⁺，故答案為：C₂^2-或O₂²⁺；
（5）Cu（OH）₂溶于氨水的離子方程式為：Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（6）該晶胞中F原子個數=8，鈣原子個數=8×

1

8

+6×

1

2

=4，所以鈣原子和氟原子個數之比=4：8=1：2，則其化學式為：CaF₂，晶胞的質量=4×

78

NA

g=

312

NA

g，邊長=

3	312 NA g ρg?cm-3

=

3	312 ρ?NA

cm，
故答案為：CaF₂；

3	312 ρ?NA

；
（7）氰酸有兩種結構，一種分子內含有叁鍵，稱為氰酸，另一種分子內不含叁鍵，稱為異氰酸，且兩種結構中所有原子最外層均已達到穩(wěn)定結構，分子中也不含環(huán)狀結構，可知氰酸的結構式為H-O-C≡N，異氰酸的結構式為H-N=C=O，
故答案為：H-O-C≡N；H-N=C=O．

點評：本題考查了物質結構和性質，涉及電離能、等電子體、分子結構、雜化軌道、配合物、晶胞結構與計算等，為�？贾�識點，注意掌握中學常見配合物，晶胞結構需要學生具有一定的空間想象能力，側重對學生綜合能量的考查，難度中等．