Question

元素周期表是学习化学的一种重要工具．A、B、C、D、E、F是周期表中前四周期的六种元素，原子序数依次增大，其中A和B同周期，固态的AB₂能升华；C和E原子都有一个未成对电子，C⁺比E少一个电子层，E原子得到一个电子后3p轨道全充满；D最高价氧化物中D的质量分数为40%，且核内质子数等于中子数；F有+1、+2两种常见的化合价，其单质为红色．回答下列问题：
（1）写出A、B两种元素的元素符号

 

、

 

；D、E元素电负性由大到小的顺序是：

 

 （用元素符号表示）．
（2）比较A、C常见单质熔点

 

＞

 

（用元素符号表示）．
（3）AE₄中A原子杂化轨道方式为：

 

杂化，其固态晶体类型为

 

．
（4）F⁺的基态核外电子排布式为

 

；向F²⁺的硫酸盐溶液中逐滴加入氨水，先产生沉淀后沉淀溶解为深蓝色溶液，加入乙醇会析出蓝色晶体，该晶体中F与NH₃之间的化学键为

 

，该晶体中阳离子的结构式为

 

．
（5）比较B、D氢化物的沸点

 

＞

 

（用分子式表示），原因是

 

．
（6）元素X的某价态阴离子X^n-中所有电子正好充满K和L电子层，C_nX晶体的最小结构单元如图所示．该晶体中阳离子和阴离子个数比为

 

，晶体中每个X^n-被

 

个等距离的C⁺离子包围．

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素电离能、电负性的含义及应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：前四周期元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大，A和B同周期，固态的AB₂能升华，AB₂为CO₂，则A为碳元素，B为氧元素；E原子得到一个电子后3p轨道全充满，则E最外层电子数为7，故E为氯元素；C和E原子都有一个未成对电子，C⁺比E少一个电子层，则C为钠元素；D原子序数大于钠元素小于氯元素，D可能为镁、铝、硅、磷、硫元素，但其最高价氧化物中D的质量分数为40%，而SO₃中S的质量分数为40%，且核内质子数等于中子数，符合题意，故D为硫元素；F有+1、+2两种常见的化合价，F为红色单质，F为铜元素．
（1）依据上面分析A为碳元素，B为氧元素，同周期自左而右，元素电负性增强．
（2）碳单质金刚石为原子晶体，钠形成金属晶体，原子晶体熔点高于该金属晶体．
（3）四氯化碳是分子晶体，分子中碳原子最外层电子全部成键，成4个C-Cl键，碳原子杂化轨道数为4，采取
sp³杂化．
（4）铜原子核外电子数为29，根据核外电子排布规律书写电子排布式；[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O晶体中铜离子与
NH₃之间形成配位键．
（5）B为氧元素、D为硫元素，对应氢化物为水与硫化氢，水分子间存在氢键，增大分子间作用力，故沸点高．
（6）根据均摊法计算晶胞中X^n-、C⁺数目，据此判断阴阳离子之比；以右边前面顶点的X^n-研究，三条棱向上、向前、向右延伸，还有3个等距离的C⁺离子．

解答： 解：前四周期元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大，A和B同周期，固态的AB₂能升华，AB₂为CO₂，则A为碳元素，B为氧元素；E原子得到一个电子后3p轨道全充满，则E最外层电子数为7，故E为氯元素；C和E原子都有一个未成对电子，C⁺比E少一个电子层，则C为钠元素；D原子序数大于钠元素小于氯元素，D可能为镁、铝、硅、磷、硫元素，但其最高价氧化物中SO₃中S的质量分数为40%，且核内质子数等于中子数，符合题意，故D为硫元素；F有+1、+2两种常见的化合价，F为红色单质，F为铜元素．
（1）依据上面分析A为碳元素，B为氧元素；同周期自左而右，元素非金属性增强，电负性增强，所以电负性Cl＞S．
故答案为：C、O；Cl＞S；
（2）碳单质金刚石为原子晶体，钠形成金属晶体，原子晶体熔点高于该金属晶体，所以熔点C＞Na；
故答案为：C；Na；
（3）A为碳元素，E为氯元素，AE₄为CCl₄，碳原子最外层电子全部成键，成4个C-Cl键，碳原子杂化轨道数为4，采取sp³杂化，属于分子晶体；
故答案为：sp³；分子晶体；
（4）F为铜元素，核外电子数为29，F⁺的基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀，后沉淀溶解为深蓝色溶液，加入乙醇会析出蓝色晶体，该晶体为[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，晶体中铜离子与NH₃之间的化学键为配位键．
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；配位键；．
（5）B为氧元素、D为硫元素，对应氢化物为水与硫化氢，水分子间存在氢键，增大分子间作用力，所以氢化物的沸点：水比硫化氢高．
故答案为：H₂O、H₂S；水分子间有氢键；
（6）由C_nX晶体的最小结构单元可知，该晶体晶胞中X^n-数目为8×

1

8

=1，C⁺数目为12×

1

4

=3，所以晶体中阳离子和阴离子个数比为3：1；以右边前面顶点的X^n-研究，三条棱向上、向前、向右延伸，还有3个等距离的C⁺离子，所以晶体中每个X^n-被上、下、前、后、左、右6个等距离的C⁺离子包围．
故答案为：3：1；6．

点评：本题考查较为综合，涉及元素推断、电负性判断、物质熔沸点高低判断、电子排布式书写、判断杂化轨道类型、以及晶体结构分析等知识，题目具有一定难度，本题注意晶胞配位数的判断方法及均摊计算法．