Question

4．四种常见元素的性质或结构信息如F表所示，请问答下列问题．

元素	A	B	R	D
相关信息	基态原子核外电子占据3个能级且最高能级上有3个电子	B的单质是最常见半导体材料	位于第四周期ⅠB族	是非金属元素，其形成的某种单质是电的良导体，有的分子形状似足球

（1）R的基态原子价层电子排布式为3d¹⁰4s¹，这四种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞C＞Si＞Cu（写元素符号）．
（2）A、B，D均可形成多种氢化物，在最常见的三种氢化物中，分子构型为三角锥的氢化物分子式为NH₃，任意写出一种中心原子存在sp²、sp³两种杂化类型的物质的结构简式CH₂=CH-CH₃，与A的常见单质互为等电子体的上述元素的氧化物是CO．
（3）B、D均可形成氧化物，等物质的量的B、D的最高价氧化物中σ键之比为2：1，已知有下列两种数据：

	键能（kJ/mol）	熔点（K）	沸点（K）
BO2	B-O：452	1923	2503
DO2	D=O：615，D-O：348	216	195

请解释键能大小与两种氧化物熔点、沸点高低差异过大的原因CO₂是分子晶体，熔点、沸点高低是由比较微弱的范德华力决定的，而与化学键强弱无关，SiO₂属原子晶体，其熔点、沸点高低是由强大的共价键决定的
（4）在一定条件下，Cl^-与R²⁺可形成一种无限长链离子，研究表明•
该离子中每个氯原子最外层均达到8电子稳定结构，有些氧与R之间存在配位键，若该长链离子中含有n个R，则该离子的化学式为${（CuC{l}_{3}）}_{n}^{n-}$．
（5）A元素能形成组成为Pt（AH₃）₂Cl₂ 的配合物，该配合物存在两种同分异构体：一种为淡黄色（Q），不  具有抗癌作用，在水中的溶解度小；另一种为黄绿色（P），具有抗癌作用，在水中的溶解度较大．
①Q是非极性（填“极性”或“非极性”）分子，
②P的结构简式为（ AH₃配体作为一个整体写）．

Answer 1

分析 A基态原子核外电子占据3个能级且最高能级上有3个电子，那么A为氮元素；B的单质是最常见半导体材料，故B是硅元素；R位于第四周期ⅠB族，故R为铜元素；是非金属元素，其形成的某种单质是电的良导体，有的分子形状似足球，那么D为碳元素，能导电的是石墨，形状像足球的是足球烯，即C₆₀，据此解答即可；
（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，根据核外电子排布规律书写铜的基态原子价电子电子排布式，元素的非金属性越强，其第一电离能越大；
（2）N、Si、C的常见氢化物中，氨气属于三角锥形，甲烷构型的为sp³杂化，含有碳碳双键的为sp²杂化，依据等电子体的概念解答即可；
（3）σ键为单键，依据分子式确定比例关系；依据晶体类型回答即可；
（4）依据该结构分析解答；
（5）若Pt（NH₃）₂Cl₂为四面体结构，此结构中NH₃、Cl^-之间只存在相邻关系，因此只有一种结构，当Pt（NH₃）₂Cl₂为平面四边形结构时，两个NH₃间存在对位与邻位两种关系．因Q溶解度较小，而水为极性分子，故Q是非极性分子，据此解答即可．

解答 解：（1）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，铜的基态原子价电子电子排布式3d¹⁰4s¹，元素的非金属性越强，其第一电离能越大，由于非金属性N＞C＞Si＞Cu，故答案为：3d¹⁰4s¹；  N＞C＞Si＞Cu；
（2）N、Si、C的常见氢化物中，氨气属于三角锥形，甲烷构型的为sp³杂化，含有碳碳双键的为sp²杂化，最简单的此类有机物是丙烯，氮气分子含有2个原子，价电子数是5×2=10，CO中原子个数是2，价电子数是4+6=10，故答案为：NH₃；CH₂=CH-CH₃；CO；
（3）SiO₂中每个硅原子形成4个σ键，是sp²杂化；CO₂中碳原子形成2个σ键并且无孤电子对，等物质的量的SiO₂、CO₂中σ键的数目之比为2：1；因CO₂属于分子晶体而SiO₂属于原子晶体，前者熔点、沸点由比较微弱的范德华力（与化学键强弱无关）决定的而后者是强大的共价键决定的，故答案为：2：1；CO₂是分子晶体，熔点、沸点高低是由比较微弱的范德华力决定的而与化学键强弱无关，SiO₂属原子晶体，其熔点、沸点高低是由强大的共价键决定的；
（4）由图知，每个Cu²⁺单独结合两个Cl^-，又与另外一个Cu²⁺共用两个Cl^-，故长链中n（Cu²⁺）：n（Cl^-）=1：3，化学式为 ${（CuC{l}_{3}）}_{n}^{n-}$，故答案为：${（CuC{l}_{3}）}_{n}^{n-}$；
（5）①Pt（YH₃）₂Z₂为PtCl₂（NH₃）₂，根据相似相溶原理，因为淡黄色固体Q，较难溶于极性溶剂水，则Q为非金属性分子，故答案为：非极性分子；
②通过相似相溶原理可知两种固体一种为极性分子，另一种为非极性分子，若PtCl₂（NH₃）₂为四面体结构，只能为极性分子，故只能为平面正方形结构，黄绿色（P）在水中的溶解度较大，则P为极性分子，其结构简式为，故答案为：．

点评 本题考查了位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度较大，注意掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的关系，（4）为难点．