Question

【題目】A、B、C、D、E、F為原子序數依次增大的前四周期元素，A元素原子最外層電子數是其內層電子數的2.5倍，B元素是地殼中含量最高的元素，C元素的最高化合價和最低化合價的代數和等于0，D元素的單質可用于自來水消毒殺菌，E元素位于周期表的ⅥB族，F的基態原子中有4個未成對電子。

（1）A元素單質的結構式為___________；B元素原子中的未成對電子數為_______________________。

（2）在A的氫化物A2H4分子中，A原子軌道的雜化類型是______；A與B形成的AB2-的空間構型為___________________________。

（3）A、B、C三種元素的第一電離能從大到小的順序為_______________(用元素符號表示)。

（4）基態F3+的核外電子排布式是_____________________；F3+與SCN-絡合得到多種配合物，其中配位數為5的配合物的化學式為__________________；化合物FD3是棕色固體、易潮解，100℃左右時升華，FD3的晶體類型是__________________________。

（5）鐵在不同溫度范圍有不同的晶體結構。室溫下鐵是簡單立方，稱為α鐵(α-Fe)。當溫度升高到912℃，α鐵轉變為面心立方，稱為γ鐵(γ-Fe)。當溫度繼續升高到1394 ℃，γ鐵轉變為體心立方。稱為δ鐵(δ-Fe)。

①γ鐵晶體中鐵原子配位數是____________________。

②δ鐵晶體密度為dg·cm-3，則其晶胞參數(邊長)為__________cm(阿伏加德羅常數用NA表示)。

Answer 1

【答案】 N≡N 2 sp3 V形（或：平面三角型） N>O>Si 1s22s22p63s23p63d5（或：[Ar]3d5） K2Fe(SCN)5 分子晶體 12

【解析】分析：A、B、C、D、E、F為原子序數依次增大的前四周期元素，A元素原子最外層電子數是其內層電子數的2.5倍，則A為N，B元素是地殼中含量最高的元素，為O，C元素的最高化合價和最低化合價的代數和等于0，為第四主族元素，結合原子序數大小可知為Si，D元素的單質可用于自來水消毒殺菌，則D為Cl，E元素位于周期表的ⅥB族，則E為Cr，F的基態原子中有4個未成對電子，則F為Fe，結合原子結構特點及元素性質解答。

詳解：依據上述分析可知A、B、C、D、E、F元素依次為：N，O，Si，Cl，Cr，Fe。則

（1）A元素單質為氮氣，氮氣分子內存在1個氮氮三鍵，結構式為N≡N；B元素為氧元素，O原子中的未成對電子數有2個；

（2）A2H4分子為N2H4，N2H4分子中氮原子的價層電子對=3+1=4，含有一個孤電子對，N原子軌道的雜化類型是sp3，A與B形成的NO2-離子中孤對電子數為：（6-2×2）/2=1，因此分子空間構型是V型；

（3）同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能：N＞O＞C，同一主族從上到下第一電離能逐漸增大，則第一電離能：C＞Si，則N、O、Si的第一電離能大小為：N＞O＞Si；

（4）Fe3+的3d軌道含有5個電子，則鐵離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5），FeCl3溶液與KSCN溶液混合，得到含多種配合物的紅色溶液，其中配位數為5的配合物的化學式是K2Fe(SCN)5；化合物FD3即FeCl3是棕色固體、易潮解、100℃左右時升華，熔沸點低，屬于分子晶體；

（5）①γ鐵晶體中與頂點鐵原子最近的位于面心處，因此鐵原子配位數是12。

②δ鐵晶體含有的鐵原子個數是8×1/2+1＝2，密度為dg·cm-3，則，因此其晶胞參數(邊長)為cm(阿伏加德羅常數用NA表示)。