Question

[化学选修3-物质结构与性质]
已知A、B、C、D、E、F是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大．其中B、D、F原子最外电子层的P能级（轨道）上的电子处于半充满状态．通常情况下，A的某种氧化物分子为非极性分子，其晶胞中分子呈面心立方堆积．E的电负性在该周期中最大．C的单质是一种常见的半导体材料．回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E、F均用所对应的元素符号表示）
（1）写出基态F原子的核外电子排布式

 

．
（2）A，B，C的第一电离能由大到小的顺序为

 

．
（3）上述A的氧化物分子中心原子采取

 

杂化，其晶胞中微粒间的作用力为

 

．
（4）有下列三种物质：①B的氢化物②A的最高价氧化物③A和C形成的化合物，它们的沸点从高到低的顺序为

 

．
（5）固体CrE₃?6H₂O溶于水可能有几种不同组成的配离子，将含0.2665g CrE₃?6H₂O  的溶液通过氢离子交换树脂（只交换配阳离子），交换出的氢离子恰好用0.1250mol/L的氢氧化钠溶液8.00mL中和．已知配离子配位数为6，则该配离子是

 

，配位原子是

 

，该固体溶于水还可形成多种配阳离子，写出其中的两种

 

．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大．其中B、D、F原子最外电子层的P能级（轨道）上的电子处于半充满状态，它们的外围电子排布为ns²np³，处于ⅤA族，则B为N元素，D为P元素，F为As元素；A的一种氧化物分子为非极性分子，由晶胞结构可知为二氧化碳分子，则A为碳元素；C的单质是一种常见的半导体材料，则C为Si；E的电负性在该周期中最大，结合原子序数可知其处于第三周期，则E为Cl元素，据此解答．

解答：解：A、B、C、D、E、F是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大．其中B、D、F原子最外电子层的P能级（轨道）上的电子处于半充满状态，它们的外围电子排布为ns²np³，处于ⅤA族，则B为N元素，D为P元素，F为As元素；A的一种氧化物分子为非极性分子，由晶胞结构可知为二氧化碳分子，则A为碳元素；C的单质是一种常见的半导体材料，则C为Si；E的电负性在该周期中最大，结合原子序数可知其处于第三周期，则E为Cl元素，
（1）As是33号元素，处于第四周期ⅤA族，基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下第一电离能降低，则第一电离能N＞C＞Si，
故答案为：N＞C＞Si；
（3）A的氧化物分子为CO₂，为直线结构，则中心C原子采取sp杂化，其晶胞中微粒间的作用力为范德华力，
故答案为：sp；范德华力；
（4）B的氢化物为NH₃，A的最高价氧化物为CO₂，A和C形成的化合物为SiC，SiC属于原子晶体，NH₃、CO₂形成分子晶体，故SiC沸点最高，而NH₃分子之间能形成氢键，CO₂分子间为范德华力，故其沸点与NH₃相比较低，故沸点SiC＞NH₃＞CO₂，
故答案为：SiC＞NH₃＞CO₂；
（5）0.2665gCrCl₃?6H₂O的物质的量为0.2665g÷266.5g/mol=0.001mol，交换出的酸用0.125mol/L的氢氧化钠溶液8.00mL中和，则H⁺的物质的量为0.125mol/L×0.008L=0.001mol，即可以得到0.001molHCl，故1mol配合物中含有1mol外界Cl^-，1mol配离子含有2mol配体Cl^-，配离子配位数为6，故1mol配离子还含有4mol配体H₂O，则该配离子是[Cr（H₂O）₄Cl₂]⁺，配位原子为O、Cl，该固体溶于水还可形成多种配阳离子，如[Cr（H₂O）₄Cl₂]⁺、[Cr（H₂O）₅Cl]²⁺等，
故答案为：[Cr（H₂O）₄Cl₂]⁺；O、Cl；[Cr（H₂O）₃Cl₃]、[Cr（H₂O）₅Cl]²⁺．

点评：本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、电离能、杂化轨道、晶体类型与性质、配合物等，难度中等，（5）中理解内界与外界离子性质的不同，确定配体数目是关键．