Question

7．已知A、B、C、D、E为元素周期表前四周期原子序数依次增大的元素，A原子核外有三个能级，每个能级上电子数相同，B原子的最外层p轨道的电子数为半充满结构，C、D为同主族元素，且D的原子序数是C的2倍，E²⁺的3d轨道上有10个电子．请回答下列问题：
（1）元素D的基态原子价层电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴．
（2）A、B、C的最简单氢化物中，键角由大到小的顺序为CH₄＞NH₃＞H₂O（用分子式表示），其中B的最简单氢化物的VSEPR模型名称为正四面体，C的最简单氢化物的分子立体构型名称为V型．
（3）AD₂分子中，按原子轨道的重叠方式的不同存在的共价键类型有σ键、π键，其中A原子的杂化轨道类型为sp；写出两种与AD₂互为等电子体的分子或离子CO₂、N₂O．
（4）ED在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛．立方ED晶体结构如图所示，该晶体的密度为ρg•cm^-3．如果ED的摩尔质量为Mg/mol，阿伏伽德罗常数为NAmol^-1，则a、b之间的距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{4M}{ρN{\;}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E为元素周期表前四周期的元素，A原子核外有三个能级，每个能级上电子数相同，则A为C，C、D为同主族元素，且D的原子序数是C的2倍，则C为O，D为S，B原子的最外层p轨道的电子数为半充满结构，B的原子序数小于C，所以B为N，E²⁺的3d轨道上有10个电子，则E为Zn，据此答题．

解答 解：A、B、C、D、E为元素周期表前四周期的元素，A原子核外有三个能级，每个能级上电子数相同，则A为C，C、D为同主族元素，且D的原子序数是C的2倍，则C为O，D为S，B原子的最外层p轨道的电子数为半充满结构，B的原子序数小于C，所以B为N，E²⁺的3d轨道上有10个电子，则E为Zn，
（1）D为S，元素D的基态原子价层电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ ，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁴；
（2）A、B、C的最简单氢化物分别为CH₄、NH₃、H₂O，水分子中有两对孤电子对，氨分子中有一对孤电子对，甲烷中没有孤电子对，所以键角由大到小的顺序为CH₄＞NH₃＞H₂O，其中NH₃的VSEPR模型名称为正四面体，H₂O的分子立体构型名称为V型，
故答案为：CH₄＞NH₃＞H₂O；正四面体；V型；
（3）CS₂分子结构式为S=C=S，按原子轨道的重叠方式的不同存在的共价键类型有σ键、π键，碳原子形成2个σ键，没有孤对电子，C原子的杂化轨道类型为sp，与CS₂互为等电子体的分子或离子CO₂、N₂O、SCN^-等，
故答案为：σ键、π键；sp；CO₂、N₂O；
（4）ZnS晶体结构如图所示，该晶胞中黑色球个数是4、白色球个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，该晶胞密度=$\frac{\frac{4M}{N{\;}_{A}}}{V}$=ρ g•cm^-3，则V=$\frac{4M}{ρN{\;}_{A}}$cm³，ab之间距离为该晶胞体对角线长的$\frac{1}{4}$=$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{4M}{ρN{\;}_{A}}}$ cm×$\frac{1}{4}$=$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{4M}{ρN{\;}_{A}}}$ cm，
故答案为：$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{4M}{ρN{\;}_{A}}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、分子空间构型判断、原子核外电子排布等知识点，难点是晶胞计算中ab距离与晶胞体长关系，题目难度中等．