Question

16．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增加．其中A元素原子的1s轨道上只有1个电子，B元素原子核外有三个未成对电子，B与C可形成离子化合物C₃B₂；D元素是地壳中含量最高的金属元素； E元素原子核外最外层只有1个电子，其余各层电子均充满．请根据以上信息，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）写出E元素原子基态时的电子排布式：[Ar]3d¹⁰4s¹．B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为Al＜Mg＜N．
（2）C的氯化物熔点远高于D的氯化物，理由是MgCl₂为离子晶体而AlCl₃为分子晶体．
（3）BA₃分子中B原子的杂化轨道类型是sp³．
（4）A、B、E三种元素可形成[E（BA₃）₄]²⁺配离子，其中存在的化学键类型及相互作用有①③．
①配位键   ②金属键   ③极性共价键   ④非极性共价键   ⑤离子键   ⑥氢键
已知[E（BA₃）₄]²⁺具有对称较高的空间构型，若[E（BA₃）₄]²⁺中有两个BA₃被Cl^-取代时，得到两种不同结构的产物，则[E（BA₃）₄]²⁺的空间构型为a（填序号）．
a．平面正方形    b．正四面体    c．三角锥型    d．．V型
（5）B、E形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式为Cu₃N（每个球均表示1个原子）．若该晶体的密度为a g/cm³，则该晶胞的体积是$\frac{206g•mo{l}^{-1}}{ag•c{m}^{-3}×6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$ cm³（写出表达式即可）．

Answer 1

分析 A元素原子的1s轨道上只有1个电子是氢原子，B元素原子核外有三个未成对电子是氮原子，B与C可形成离子化合物C₃B₂，所以C是+2价，所以C是镁，D元素是地壳中含量最高的金属元素是铝； E元素原子核外最外层只有1个电子，其余各层电子均充满，所以其基态时的电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s¹，所以E是29号的铜，所以A、B、C、D、E分别是：H、N、Mg、Al、Cu，由此分析解答．

解答 解：（1）铜的基态电子排布式：[Ar]3d¹⁰4s¹，在元素周期表中，同一周期元素的第一电离能从左到右逐渐增大，同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小，而同周期第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能比相邻元素都高，据此可判断三种元素的第一电离能的顺序为：Al＜Mg＜N，故答案为：[Ar]3d¹⁰4s¹；Al＜Mg＜N；
（2）因MgCl₂为离子晶体而AlCl₃为分子晶体，离子晶体的熔沸点远大于分子晶体的熔沸点，故答案为：MgCl₂为离子晶体而AlCl₃为分子晶体；
（3）氨分子中有3个σ键和一对孤对电子对，所以中心原子氮是sp³杂化，故答案为：sp³；
（4）[Cu（NH₃）₄]²⁺中铜离子与氮原子之间形成配位键，氨气分子中N原子与H原子之间形成极性键；[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代能得到两种不同结构的产物，[Cu（NH₃）₄]²⁺的空间构型为平面正方形，故答案为：①③；a；
（5）根据晶胞中微粒个数的分配方法计算，晶胞中含有N原子的数目为8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子的数目为：12×$\frac{1}{4}$=3，故化学式为Cu₃N，所以该晶胞的体积=$\frac{\frac{1}{6.02×1{0}^{23}}×206g•mo{l}^{-1}}{ag/c{m}^{3}}$=$\frac{206g•mo{l}^{-1}}{ag•c{m}^{-3}×6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$，
故答案为：Cu₃N；$\frac{206g•mo{l}^{-1}}{ag•c{m}^{-3}×6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、配合物、原子核外电子排布、电离能等知识点，侧重考查学生知识运用、计算及空间想象能力，难点是晶胞计算及配位数计算，题目难度中等．