Question

（14分）某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數依次增大的A、B、C、D、E五種元素組成，其原子個數比為l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序數D為C的二倍，E元素的外圍電子排布為(n-1)d^n＋6ns^l，回答下列問題。
(1)元素D在周期表中的位置是                        。
（2）該配位化合物的化學式為                  。
(3)C元素可與A元素形成兩種常見的化合物，其原子個數比分別為1：1和l：2，兩種化合物可任意比互溶，解釋其主要原因為                          。
(4)A元素與B元素可形成分子式為A₂B₂的某化合物，該化合物的分子具有平面結構，則其結構式為             。
（5）已知E的晶胞結構如下圖所示，又知晶胞邊長為3．61×10^-8cm，則E的密度為         ；EDC₄常作電鍍液，其中DC的空間構型是        ，其中D原子的雜化軌道類型是     。

Answer 1

（1）三 （1分）ⅥA（1分）  (2)Cu(NH₃)₄SO₄·H₂O （2分）
(3)H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵（2分） (4)H-N＝N-H （2分）
（5）9．00g·cm^－3（2分），正四面體形（2分），sp³雜化（2分）

試題分析：E元素的外圍電子排布為(n-1)d^n＋6ns^l，應用s軌道沒有排滿，則根據洪特規則可知，此時d軌道應該是全充滿狀態，即n＋6＝10，解得n＝4，所以E元素的原子序數是18＋10＋1＝29，即E是銅元素。某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數依次增大的A、B、C、D、E五種元素組成，其原子個數比為l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序數D為C的二倍，因此符合條件的元素是氧元素與硫元素，即C是O，D是S。根據該配位化合物中原子個數比可知，A應該是氫元素，S與O結合生成硫酸根，剩余1個氧原子與2和氫原子結合形成1分子水，則4個B原子結合12個氫原子，即個數之比為1:3，所以該物質是氨氣，即B是氮元素。
（1）硫元素在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族。
（2）該配位化合物中氨氣是配體，因此化學式為Cu(NH₃)₄SO₄·H₂O。
（3）氫元素與氧元素形成的兩種常見化合物是水和雙氧水，由于氧元素非金屬性強，H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵，因此二者互溶。
（4）氫元素與氮元素可形成分子式為A₂B₂的某化合物是N₂H₂，該化合物的分子具有平面結構，依據8電子和2電子穩定結構可知，氮元素與氮元素之間形成雙鍵，氫元素與氮元素之間形成單鍵，則其結構式為H-N＝N-H。
（5）根據晶胞結構可知，晶胞中含有銅原子的個數是8×＋6×＝4，因此 ×6.02×10²³＝4，解得ρ＝9．00g·cm^－3。在硫酸根離子中硫原子不存在孤對電子，其價層電子對數是4，所以空間構型是正四面體形，硫原子是sp³雜化。