Question

【題目】已知A、B、C、D、E五種元素是周期表中前四周期元素，且原子序數依次增大。其中A、B、C為同周期的非金屬元素，且B、C原子中均有兩個未成對電子。D、E為同周期元素且分別位于s區和d區。五種元素所有的s能級電子均為全充滿。E的d能級電子數等于A、B、C最高能層的p能級電子數之和。

回答下列問題：

（1）五種元素中，電負性最大的是________(填元素符號)。

（2）E常有＋2、＋3兩種價態，畫出E2＋的價電子排布圖：________________。

（3）與BC互為等電子體的分子、離子分別是______________________(各舉1例)，BC的結構式為______________(若有配位鍵，須用“→”表示出來)，實驗測得該分子的極性極弱，試從結構方面進行解釋：________________________________________________。

（4）自然界中，含A的鈉鹽是一種天然礦藏，其化學式寫作Na2A4O7·10H2O，實際上它的結構單元是由2個H3AO3和2個[A(OH)4]－縮合而成的雙六元環，應該寫成Na2[A4O5(OH)4]·8H2O，其結構式如圖1所示，它的陰離子可形成鏈狀結構。

①A原子的雜化方式為________。

②Na2[A4O5(OH)4]·8H2O的陰離子由極性鍵和配位鍵構成，請在圖中用“→”標出其中的配位鍵________。該陰離子通過________________相互結合形成鏈狀結構。

③已知H3AO3為一元弱酸，根據上述信息，用離子方程式解釋分析H3AO3為一元酸的原因：________________________________________________________________________。

（5）E2＋在水溶液中以[E(H2O)6]2＋形式存在，向含E2＋的溶液中加入氨水，可生成[E(NH3)6]2＋，[E(NH3)6]2＋更穩定，原因是_____________________________。

（6）由元素B、D組成的某離子化合物的晶胞結構如圖2所示，則該物質的電子式為_____。若晶胞的長、寬、高分別為520 pm、520 pm和690 pm，該晶體的密度為________(保留小數點后兩位數字)g·cm－3。

Answer 1

【答案】O N2、CN－(其他合理答案均可) 分子中氧原子提供孤對電子形成配位鍵抵消了共價鍵的共用電子對偏向氧原子產生的極性 sp2和sp3 氫鍵 H3BO3＋H2O=[B(OH)4]－＋H＋{或B(OH)3＋H2O=[B(OH)4]－＋H＋} N的電負性小于O，N原子更易提供孤對電子形成配位鍵 Ca2＋[]2－ 2.28

【解析】

A、B、C、D、E五種元素是周期表中前四周期元素，且原子序數依次增大。其中A、B、C為同周期的非金屬元素，三元素處于短周期，且B、C原子中均有兩個未成對電子，二者外圍電子數排布分別為ns2np2、ns2np4，結合A為非金屬元素，可知A為硼元素、B為碳元素、C為O元素；D、E為同周期元素且分別位于s區和d區，則二者處于第四周期，五種元素所有的s能級電子均為全充滿，則D為Ca；E的d能級電子數等于A、B、C最高能層的p能級電子數之和，則E的d能級電子數為1+2+4=7，即E的外圍電子排布為3d74s2，故E為Co，據此分析計算。

根據上述分析，A為B元素、B為C元素、C為O元素，D為Ca元素，E為Co元素。

(1)非金屬性越強，電負性越大，同周期自左而右，電負性增大，五種元素中，O元素電負性最大，故答案為：O；

(2)E為Co，常有＋2、＋3兩種價態，Co2+離子的價電子排布圖，故答案為：；

(3)與CO互為等電子體的分子、離子分別是N2、CN－，CO的結構式為，分子中氧原子提供孤對電子形成配位鍵抵消了共價鍵的共用電子對偏向氧原子產生的極性，使得該分子的極性極弱，故答案為：N2、CN－；；分子中氧原子提供孤對電子形成配位鍵抵消了共價鍵的共用電子對偏向氧原子產生的極性；

(4)①A為B元素，結構中B原子形成3個單鍵、4個單鍵(含有1個配位鍵)，B原子核外最外層的3個電子全部參與成鍵，雜化軌道類型為sp2、sp3，故答案為：sp2、sp3；

②形成4個鍵的B原子中含有1個配位鍵，氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵，圖1中用“→”標出其中的配位鍵為：，該陰離子通過氫鍵相互結合形成鏈狀結構，故答案為：；氫鍵；

③H3AO3為一元弱酸，與水形成配位鍵，電離出[A(OH)4]-與氫離子，用離子方程式表示為H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+，故答案為：H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；

(5)Co2+離子在水溶液中以[Co(H2O)6]2+形式存在，向含Co2+離子的溶液中加入氨水，可生成更穩定的[Co(NH3)6]2+離子，是因為：N元素電負性更小，更易給出孤對電子形成配位鍵，故答案為：N元素電負性更小，更易給出孤對電子形成配位鍵；

(6) 晶胞中鈣離子、C22-數目相等，都為8×+6×=4，形成的離子化合物為CaC2，電子式為；晶胞質量為4×g，若晶胞的長寬高分別為520pm、520pm和690pm，該晶體密度為=2.28g/cm3，故答案為：；2.28。