Question

【題目】原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，B原子核外電子有6種不同的運動狀態(tài)，B與C可形成正四面體形分子，D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子。請回答下列問題：

（1）這四種元素中電負性最大的元素，其基態(tài)原子的價電子排布圖為_____________。

（2）C所在主族的前四種元素分別與A形成的化合物，沸點由高到低的順序是_______（填化學式），呈現(xiàn)如此遞變規(guī)律的原因是_______________。

（3）B元素可形成多種單質(zhì)，一種晶體結(jié)構(gòu)如圖一所示，其原子的雜化類型為__________,另一種的晶胞如圖二所示，該晶胞的空間利用率為__________，若此晶胞中的棱長為356.6 pm，則此晶胞的密度為________ （保留兩位有效數(shù)字）。（）。

（4）D元素形成的單質(zhì)，其晶體內(nèi)含有的微粒間作用力是_________，D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構(gòu)如圖三，請用箭頭標出圖中的配位鍵。_____

Answer 1

【答案】 HF>HI>HBr>HCl HF分子之間形成氫鍵，使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子量越大，范德華力越大 sp2 34% 3.5 金屬鍵

【解析】原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態(tài)，即核外有6個電子，則B為碳元素；D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，則D為銅元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則C為氯元素。

(1)四種元素中電負性最大的是Cl，其基態(tài)原子的價電子排布為3s23p5，其基態(tài)原子的價電子排布圖為，故答案為：；

(2)HF分子之間形成氫鍵，使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，沸點越高，即沸點由高到低的順序是HF＞HI＞HBr＞HCl，故答案為：HF＞HI＞HBr＞HCl；HF分子之間形成氫鍵，使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，沸點越高；

(3)圖一為平面結(jié)構(gòu)，在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°，每個碳原子都結(jié)合著3個碳原子，碳原子采取sp2雜化；

一個晶胞中含碳原子數(shù)為8×+6×+4=8，令碳原子直徑為a，晶胞中C原子總體積=8×π()3，碳原子與周圍的4個原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，中心碳原子與正四面體頂點原子相鄰，中心碳原子到底面距離為，則正四面體的高為(a+)=，設(shè)正四面體的棱長為x，則斜面的高為x，底面中心到邊的距離為x×，再根據(jù)勾股定理：()2+(x×)2=(x)2，整理得x=a，故晶胞棱長=a×=a，則晶胞體積為()3，晶胞空間利用率={[8×π()3]÷()3}×100%≈34%，晶胞質(zhì)量為g，若此晶胞中的棱長為356.6pm，則晶胞體積為(356.6×10-10cm)3，則此晶胞的密度為g÷(356.6×10-10cm)3=3.5g．cm-3，故答案為：sp2；34%；3.5；

(4)晶體Cu屬于金屬晶體，其晶體內(nèi)含有的微粒間作用力是金屬鍵，結(jié)合圖三醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵，其中配位鍵如圖，故答案為：金屬鍵，。