Question

12．A、B、C、D、E、F是元素周期表中前四周期的元素，原子序数依次增大，A、B是相邻的同一短周期元素，其中A元素所形成的化合物种类最多．C、D、E、F是位于同一周期的金属元素，基态C、F原子的价电子层中未成对电子均为1个，且C、F原子的电子数目相差10．基态D、E原子的价电子层中未成对电子数分别为4、2．且原子序数相差2，其中D元素是生产、生活中常见的金属．

（1）六种元素中电负性最大的是N（填元素符号）．C的基态原子电子排布式是【Ar】4S¹．
（2）黄血盐是由A、B、C、D四种元素形成的配位化合物C₄[D（AB）₆]，易溶于水，广泛用作食盐添加剂（抗结剂）．HAB分子中含有π键的数目和σ键的数目比为1：1，黄血盐晶体中各种微粒间隙除离子键外还涉及的作用力有ab（填序号）．
   a．共价键    b．配位键    c．金属键   d．氢键   e．分子间的作用力
（3）有机物HCHO在E催化下可与H₂发生加成反应，HCHO中碳原子采取的杂化方式是sp²，HCHO分子的立体结构为平面三角形，它与H₂加成产物的熔、沸点比CH₄的熔、沸点高，其主要原因是（须指明加成产物是何物质）加成产物CH₃OH分子之间能形成氢键．
（4）金属C、F晶体的晶胞结构如图（请先判断对应的图），C、F两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为2：3，金属C的晶胞中，若设该晶胞的密度为ag/cm³，阿伏加德罗常数的值为N_A，C原子的
摩尔质量为Mg/mol，则表示C原子半径的计算式为$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 A、B是相邻的同一短周期元素，其中A元素所形成的化合物种类最多是碳，所以B是氮元素，C、D、E、F是位于同一周期的金属元素，只能处于第四周期，基态C、F原子的价电子层中未成对电子均为1个，且C、F原子的电子数相差为10，可推知C为K、F为Cu，基态D、E原子的价电子层中未成对电子数分别为4、2，且原子序数相差为2，D、E价电子排布分别为3d⁶4s²，3d⁸4s²，故D为Fe、E为Ni，据此解答．

解答 解：前四周期原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中，A、B属于同一短周期元素且相邻，A元素所形成的化合物种类最多，则A为碳元素、B为N元素；C、D、E、F是位于同一周期的金属元素，只能处于第四周期，基态C、F原子的价电子层中未成对电子均为1个，且C、F原子的电子数相差为10，可推知C为K、F为Cu，基态D、E原子的价电子层中未成对电子数分别为4、2，且原子序数相差为2，D、E价电子排布分别为3d⁶4s²，3d⁸4s²，故D为Fe、E为Ni，
（1）非金属性越强电负性越大，故电负性最大的是N，K的核外电子排布为：【Ar】4S¹，
故答案为：N；【Ar】4S¹；
（2）黄血盐的化学式K₄[Fe（CN）₆]，CN^-与氮气互为等电子体，CN^-中存在C≡N三键，故1mol HCN中含有π键的数目为2N_A，和σ键的数目为2N_A，所以之比为1：1，黄血盐晶体中含有离子键、配位键、共价键，没有金属键、氢键、分子间的作用力，
故答案为：1：1；ab；
（3）根据HCHO碳原子含有3个σ键，所以碳原子采取的杂化方式为sp²； HCHO中碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，加成产物CH₃OH分子之间能形成氢键熔、沸点比CH₄的熔、沸点高，故答案为：sp²；平面三角形；加成产物CH₃OH分子之间能形成氢键；
（4）金属K晶体为体心立方堆积，晶胞结构为图Ⅰ，晶胞中K原子配位数为8，金属Cu晶体为面心立方最密堆积，晶胞结构为图Ⅱ，以顶点Cu原子研究与之最近的原子位于面心，每个顶点Cu原子为12个面共用，晶胞中Cu原子配位数为12，K、Cu两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为 8：12=2：3；
金属K的晶胞中，K原子数目=1+8×$\frac{1}{8}$=2，若K原子的摩尔质量为M，阿伏加得罗常数为N_A，则晶胞质量=$\frac{2×M}{NA}$g，设该晶胞的密度为a g/cm³，则晶胞体积=$\frac{\frac{2M}{NA}g}{a\\;g/c{m}^{3}}$=$\frac{2M}{aNA}$cm³，晶胞棱长=$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，设K原子半径为r，则晶胞体对角线长度=4r，故3（$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm）²=（4r）²，故r=$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，
故答案为：2：3；$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及元素推断、核外电子排布、电负性、化学键、杂化轨道、晶胞计算等，较好的考查物质结构的主干知识，（4）为易错点、难点，需要学生熟记晶胞结构，对学生的空间想象及数学计算具有一定的要求，难点中等．