Question

13．A、B、C、D為原子序數依次增大的四種元索，A^2-和B⁺具有相同的電子構型；C、D為同周期元索，C核外電子總數是最外層電子數的3倍；D元素最外層有一個未成對電子．回答下列問題：
（1）四種元素中電負性最大的是O（填元素符號），其中C原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p³
（2）A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為分子晶體和離子晶體．
（3）C和D反應可生成組成比為1：3的化合物E，E的立體構型為三角錐形，中心原子的雜化軌道類型為sp³．
（4）化合物D₂A的立體構型為V形，中心原子的價層電子對數為4．
（5）A和B能夠形成化合物F，其晶胞結構如圖所示，晶胞邊長為a，F 的化學式為Na₂O：晶胞中A 原子的配位數為8；列式計算晶體F的密度（g．cm^-3）$\frac{248}{{a}^{3}×6.02×1{0}^{23}}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 C核外電子總數是最外層電子數的3倍，應為P元素，C、D為同周期元素，則應為第三周期元素，D元素最外層有一個未成對電子，應為Cl元素，A^2-和B⁺具有相同的電子構型，結合原子序數關系可知A為O元素，B為Na元素，（1）四種元素電負性最大的為O元素，C為P元素；
（1）根據元素周期律判斷O、Na、O、Cl的電負性，C為P元素，根據核外電子排布規律書寫電子排布式；
（2）A為O元素，A的氫化物為水，B的氫化物為NaH；
（3）C和D反應可生成化合物為PCl₃，為sp³雜化；
（4）化合物D₂A為Cl₂O，中心原子為氧原子，根據價層電子對數判斷分子的立體構型；
（5）A和B能夠形成化合物F為離子化合物，陰離子位于晶胞的定點和面心，陽離子位于晶胞的體心，則Na的個數為8，O的個數為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，
N（Na）：N（O）=2：1，則形成的化合物為Na₂O，計算質量和體積，可計算密度．

解答 解：C核外電子總數是最外層電子數的3倍，應為P元素，C、D為同周期元素，則應為第三周期元素，D元素最外層有一個未成對電子，應為Cl元素，A^2-和B⁺具有相同的電子構型，結合原子序數關系可知A為O元素，B為Na元素，
（1）四種元素分別為O、Na、O、Cl，電負性最大的為O元素，C為P元素，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p³，
故答案為：O；1s²2s²2p⁶3s²3p³；
（2）A的氫化物為水，為分子晶體，B的氫化物為NaH，為離子晶體，
故答案為：分子晶體；離子晶體；
（3）C和D反應可生成組成比為1：3的化合物為PCl₃，P形成3個δ鍵，孤電子對數為$\frac{5-3×1}{2}$=1，則為sp³雜化，立體構型為為三角錐形，
故答案為：三角錐形；sp³；
（4）化合物D₂A為Cl₂O，O為中心原子，形成2個δ鍵，孤電子對數為$\frac{6-2×1}{2}$=2，則中心原子的價層電子對數為4，立體構型為V形，
故答案為：V形；4；
（5）A和B能夠形成化合物F為離子化合物，陰離子位于晶胞的頂點和面心，陽離子位于晶胞的體心，則Na的個數為8，O的個數為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，
N（Na）：N（O）=2：1，則形成的化合物為Na₂O，
晶胞中O位于頂點，Na位于體心，每個晶胞中有1個Na與O的距離最近，每個定點為8個晶胞共有，則晶胞中O原子的配位數為8，
晶胞的質量為$\frac{4×62g/mol}{6.02×10{\;}^{23}/mol}$，
晶胞的體積為a³cm³，
則晶體F的密度為$\frac{4×62g/mol}{（acm）^{3}×6.02×10{\;}^{23}/mol}$=$\frac{248}{{a}^{3}×6.02×1{0}^{23}}$g•cm^-3，
故答案為：Na₂O；8；$\frac{248}{{a}^{3}×6.02×1{0}^{23}}$g•cm^-3．

點評 本題考查物質結構和性質，側重考查學生空間想象能力、知識運用能力，涉及晶胞計算、原子結構等知識點，綜合性較強，采用均攤法、價層電子對互斥理論等理論分析解答，題目難度中等．