Question

【化學一一選修物質結構與性質】
有A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，B是電負性最大的元素，C的2p軌道中有三個未成對的單電子，F原子核外電子數是B與C核外電子數之和，D是主族元素且與E同周期，E能形成紅色（或磚紅色）的E₂O和黑色的EO兩種氧化物，D與B可形成離子化合物其晶胞結構如圖所示．
請回答下列問題．
（1）E元素原子基態時的電子排布式為

 

；
（2）A₂F分子中F原子的雜化類型是

 

，F的氧化物FO₃分子空間構型為

 

；
（3）CA₃極易溶于水，其原因主要是

 

，試判斷CA₃溶于水后，形成CA₃?H₂O的合理結構

 

（填字母代號），推理依據是：

 

．

（4）從圖中可以看出，D跟B形成的離子化合物的化學式為

 

；該離子化合物晶體的密度為ag?cm^-3，則晶胞的體積是

 

（寫出表達式即可）．

Answer 1

分析：有A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，則A為H元素；B是電負性最大的元素，則B為F元素；C的2p軌道中有三個未成對的單電子，則C原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則C為N元素；F原子核外電子數是B與C核外電子數之和，則F原子核外電子數為9+7=16，則F為S元素；E能形成紅色（或磚紅色）的E₂O和黑色的EO兩種氧化物，則E為Cu元素；D與B可形成離子化合物，根據晶胞結構可知，晶胞中F原子數目為8，D原子數目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故化學式為DF₂，D為+2價，D是主族元素且與E同周期，處于第四周期，則D為Ca元素，據此解答．

解答：解：有A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，則A為H元素；B是電負性最大的元素，則B為F元素；C的2p軌道中有三個未成對的單電子，則C原子核外電子排布為1s²2s²2p³，則C為N元素；F原子核外電子數是B與C核外電子數之和，則F原子核外電子數為9+7=16，則F為S元素；E能形成紅色（或磚紅色）的E₂O和黑色的EO兩種氧化物，則E為Cu元素；D與B可形成離子化合物，根據晶胞結構可知，晶胞中F原子數目為8，D原子數目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故化學式為DF₂，D為+2價，D是主族元素且與E同周期，處于第四周期，則D為Ca元素，
（1）E為Cu元素，原子核外電子數為29，基態原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）H₂S分子中S原子的價層電子對數=2+

6-1×2

2

=4，S原子采取sp³雜化，S的氧化物SO₃分子中S原子價層電子對數=3+

6-2×3

2

=3，S原子沒有孤對電子，故SO₃為平面正三角形，
故答案為：sp³；平面正三角形；
（3）NH₃極易溶于水，其原因主要是NH₃與水分子間形成氫鍵，由于一水合氨電離產生銨根離子和氫氧根，故NH₃?H₂O中N原子與水中的H原子之間存在氫鍵，應為b結構，
故答案為：NH₃與水分子間形成氫鍵；b；一水合氨電離產生銨根離子和氫氧根．
（4）D與F元素可形成離子化合物，根據晶胞結構可知，晶胞中F原子數目為8，D原子數目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故化學式為DF₂，D為+2價，D是主族元素且與E同周期，處于第四周期，則D為Ca元素，故該離子化合物化學式為CaF₂，晶胞的密度為ag?cm^-3，晶胞的質量為

4×78g?mol-1

NAmol-1

，故晶胞的體積為

4×78g?mol-1 NAmol-1

ag?cm-3

=

4×78g?mol-1

ag?cm-3×NAmol-1

，
故答案為：CaF₂；

4×78g?mol-1

ag?cm-3×NAmol-1

．

點評：本題以元素推斷為載體，綜合考查物質結構與性質，涉及核外電子排布規律、雜化理論與分子結構、氫鍵、晶胞計算等，難度中等，（4）注意利用均攤法進行晶胞計算．