Question

【題目】原子序數依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期。自然界存在多種A的化合物，B原子核外電子由6種不同的運動狀態，B與C可形成正四面體形分子，D的M能層沒有空軌道且只有2個未成對電子。請回答下列問題：

（1）A與B元素形成的B2A2種含有的σ鍵、π鍵數目之比為________。

（2）B元素的一種單質晶體結構如圖1所示，理論上12g該晶體中有________個六元環；圖2位在元素周期表中與B相鄰的元素位置關系，B、G形成的晶胞結構如圖3所示（其中“●”為B元素原子，“〇”為G元素原子），圖中“●”點構成的堆積方式與圖４中_____（填序號）所表示的堆積方式相同；圖３的結構中，設晶胞邊長為ａ cm,B原子直徑為bcm，G原子直徑為c cm，則該晶胞的空間利用率為_______（用含a、b、c的式子表示）。

（3）請說出E的氟化物（EF3）和F的氫化物（FH3）能發生反應的原因，并寫出反應的化學方程式_____（用化學式表示）。

（4）元素C的含氧酸中，酸性最強的是_________（寫化學式），該酸根離子的立體構型為________。

（5）基態D原子的核外電子排布式為[Ar]_______；D形成的配合物D(CO)n的中心原子價電子數與配體提供電子總數之和為18，則n=______；由D一鋁合金為原料可制得一種歷史悠久、應用廣泛的催化劑，其催化的i實例為：化合物b中進行sp3雜化的原子有__________（填元素符號）。

Answer 1

【答案】 3:2 0.5NA Ⅳ BF3為中B提供空軌道，NH3中N提供孤電子對，兩者以配位鍵結合方程式NH3+BF3=F3BNH3 HClO4 正四面體 3d84s2 4 C、N、O

【解析】自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，即核外有6個電子，則B為碳元素；D的M能層沒有空軌道且只有2個未成對電子，則D的核外電子排布式為[Ar]3d84s2 ，即D為28號元素Ni，；結合原子序數可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則C為氯元素；

(1)H與C元素形成的C2H2的結構式為，單鍵均為σ鍵，碳碳叁鍵中有一個σ鍵和二個π鍵，則含有的σ鍵、π鍵數目之比為3:2；

(2)如圖1所示晶體中每個碳原子平衡被3個六元環占用，則一個六元環占用碳原子數為6×=2，12g碳的物質的量為1mol，理論上該晶體中有=0.5NA ；圖2為在元素周期表中與B相鄰的元素位置關系，則E為B元素，F為N元素，G為Si元素；B、G形成的晶胞結構如圖3所示，圖中“●”點構成的堆積方式與圖４中Ⅳ所表示的堆積方式相同，均為面心立方最密堆積；一個晶胞中含碳原子數為8×+6×=4，Si原子為4，晶胞邊長為ａ，則晶胞的體積為a3，碳和硅原子的總體積為4×π[+]=π(b3+c3)，該晶胞的空間利用率為；

(3)因為BF3為中B提供空軌道，NH3中N提供孤電子對，兩者以配位鍵結合，故BF3和NH3能發生化學反應，此反應的方程式NH3+BF3=F3BNH3；

(4)氯的含氧酸中，酸性最強的是HClO4，高氯酸根離子中心氯原子形成的σ鍵為4，孤對電子數為=0，則Cl為sp3雜化，立體構型為正四面體；

(5)基態Ni原子的核外電子排布式為[Ar]3d84s2 ；中心原子是Ni原子，其價電子數是10，每個配體提供的電子數是2，10+2n=18，n=4；中進行sp3雜化的原子有C、N、O，其中除苯環上的6個C原子外其余3個C原子均為sp3雜化。