Question

[化学一选修3：物质结构与性质]在A、B、C三种元素中，A元素原子的价电子排布为2s²2p⁵素K、L能层上的电子数与M、N层上的电子数相同．C元素的原子序数等于A、B两元素原子序数之和，C的单质在生产生活中具有许多用途，它可在硫酸铜溶液中用电解法进行精炼．请回答以下问题：
（1）已知C元素的电负性数值为1.9，则A、C两元素的原子之间应形成

 

键（填“共价”或“离子”）；
（2）C元素的价电子排布式为

 

；
（3）在A元素氢化物的水溶液中，存在有

 

种不同类型的氢键；
（4）SO

2- 4

原子的杂化轨道类型是

 

，SO

2- 4

体构型是

 

；
（5）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为

 

；该晶体中，原子之间的作用力是

 

；
（6）在A、B两元素所形成晶体的晶胞中，位于六面体顶点和面心上的元素为

 

（填具体的元素符号）．

Answer 1

分析：在A、B、C三种元素中，A元素原子的价电子排布为2s²2p⁵，则A氟元素；B元素K、L能层上的电子数与M、N层上的电子数相同，则B原子核外电子数为（2+8）×2=20，故B为Ca元素；C元素的原子序数等于A、B两元素原子序数之和，则C为Cu元素，
（1）一般情况，电负性之差大于1.7形成离子键，小于1.7形成共价键；
（2）Cu为29号元素，根据核外电子排布规律书写价电子排布式；
（3）HF溶液中，HF分子之间、水分子之间都存在氢键，HF与水分子之间存在2种形式氢键；
（4）计算S原子的价层电子数与孤电子对数，据此判断杂化方式与空间结构；
（5）根据均摊法计算晶胞中Cu、Au原子数目，确定合金中二者原子数目之比；铜金合金晶体属于金属晶体，据此判断化学键类型；
（6）A、B两元素所形成晶体为CaF₂，晶胞中钙离子处于顶点与面心上、氟离子处于晶胞内部．

解答：解：在A、B、C三种元素中，A元素原子的价电子排布为2s²2p⁵，则A氟元素；B元素K、L能层上的电子数与M、N层上的电子数相同，则B原子核外电子数为（2+8）×2=20，故B为Ca元素；C元素的原子序数等于A、B两元素原子序数之和，则C为Cu元素，
（1）F元素电负性为4.0，Cu元素的电负性数值为1.9，两元素的电负性之差为2.1，大于1.7，则F、Cu两元素的原子之间应形成离子键，故答案为：离子；
（2）Cu为29号元素，其电子排布式为3d¹⁰4s¹，故答案为：3d¹⁰4s¹；
（3）HF溶液中，存在氢键有：F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O，故答案为：4；
（4）SO₄^2-中S原子价层电子对数=4+

6+2-2×4

2

=4，不含孤对电子，故S原子的杂化轨道类型是 sp³，SO₄^2-的构型是正四面体，
故答案为：sp³；正四面体；
（5）铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则晶胞中Cu原子数目=6×

1

2

=3，晶胞中Au原子数目=8×

1

8

=1，故晶胞中Cu原子与Au原子数量之比为3：1，铜金合金晶体属于金属晶体，含有化学键类型为金属键，
故答案为：3：1；金属键；
（6）A、B两元素所形成晶体为CaF₂，晶胞中钙离子处于顶点与面心上、氟离子处于晶胞内部，
故答案为：Ca．

点评：本题为物质结构与性质综合题目，难度中等，推断元素是解题关键，（6）中注意识记课本中常见晶胞结构．