Question

（15分） 已知A、B、C、D、E都是元素周期表中的前四周期元素，它們原子序數的大小關系為A<C<B<D<E。又知A原子的p軌道為半充滿，其形成的簡單氫化物的沸點是同主族非金屬元素的氫化物中最高的。D原子得到一個電子后其3p軌道將全充滿。B^＋離子比D原子形成的離子少一個電子層。C與B可形成BC型的離子化合物。E的原子序數為29。
請回答下列問題：
（1） 元素A簡單氫化物中A原子的雜化類型是       ，B、C、D的電負性由小到大的順序為
__     (用所對應的元素符號表示)。C的氣態氫化物易溶于水的原因是                   。

（2）E原子的基態電子排布式為       。元素E的單質晶體在不同溫度下可有兩種堆積方式，晶胞分別如右圖a和b所示，則其面心立方堆積的晶胞與體心立方堆積的晶胞中實際含有的E原子的個數之比為           。
（3）實驗證明：KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結構與NaCl晶體結構相似(如圖所示)，其中3種離子晶體的晶格能數據如下表：

離子晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能/kJ·mol－1	786	715	3401

則該4種離子晶體(不包括NaCl)熔點從高到低的順序是：       。
（4）金屬陽離子含未成對電子越多，則磁性越大，磁記錄性能越好。離子型氧化物V₂O₅和CrO₂中，適合作錄音帶磁粉原料的是       。

Answer 1

(15分)
（1）sp³（2分）Na＜Cl＜F （2分） HF和H₂O分子之間能形成氫鍵（3分）
（2）1S²2S²2P⁶3S²3d¹⁰4S¹或〔Ar〕3d¹⁰4S¹（2分）　  2∶1 （2分）
（3）TiN＞MgO＞CaO＞KCl （2分）
（4）CrO₂ （2分）

試題分析：A、B、C、D、E都是元素周期表中的前四周期元素，A原子的p軌道半充滿，外圍電子排布為nS²nP³，處于ⅤA族，形成的氫化物的沸點是同主族非金屬元素氫化物中最高的，則A為N元素；D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，原子的電子排布式應為1S²2S²2P⁶3S²3P⁵，為Cl元素；B⁺比D原子形成的離子少一個電子層，則B應為Na元素；C與B形成BC型離子化合物，則C應為第Ⅶ主族元素，根據原子序數A＜C＜B＜D＜E可知C為F元素；E的原子序數為29，為Cu元素。
（1）元素A簡單氫化物是NH₃， N原子形成3個σ鍵，還有1對孤對電子，所以其雜化方式為)sp³；根據同周期隨原子序數遞增電負性增大，同主族自上而下電負性減小，可得電負性順序為：Na＜Cl＜F；F原子半徑小而電負性大，所以HF和H₂O分子之間能形成氫鍵，因此HF易溶于水。
（2）根據能量最低原理書寫核外電子排布式為：1S²2S²2P⁶3S²3d¹⁰4S¹或〔Ar〕3d¹⁰4S¹；用均攤法計算圖a和b中的Cu原子，面心立方堆積的晶胞含Cu原子數目：8×1/8+6×1/2=4，體心立方堆積的晶胞含Cu原子數目：8×1/8+1=2，所以面心立方堆積的晶胞與體心立方堆積的晶胞中實際含有的E原子的個數之比為2:1。
（3）晶格能越大熔點越高，所以4種離子晶體熔點從高到低的順序是：TiN＞MgO＞CaO＞KCl
（4）V₂O₅中V 沒有未成對電子，CrO₂中Cr含有2個未成對電子，所以適合作錄音帶磁粉原料的是CrO₂。