Question

【化學選修-物質結構與性質】(15分)
已知前四周期六種元素A、B、C、D、E、F的原子序數之和為107，且它們的核電荷數依次增大。B原子的p軌道半充滿，其氫化物沸點是同族元素中最低的，D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，A與C能形成A₂C型離子化和物，其中的陰、陽離子相差一個電子層，E^4＋離子和氬原子的核外電子排布相同。
請回答下列問題：
⑴A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序是____________（填元素符號）
⑵化合物BD₃的分子空間構型可描述為_________，B的原子軌道雜化類型為________。
⑶已知F元素在人體內含量偏低時，會影響O₂在體內的正常運輸。已知F^2＋與KCN
溶液反應得F（CN）₂沉淀，當加入過量KCN溶液時沉淀溶解，生成配合物。則F的基態原子價電子排布式為________________。CN^－與___________（一種分子）互為等電子體，則1個CN^－中π鍵數目為___________。
⑷EO₂與碳酸鋇在熔融狀態下反應，所得晶體的晶
胞結構如圖所示，則該反應的化學方程式為________
在該晶體中，E^4＋的氧配為數為____________。若該  
晶胞邊長為a nm可計算該晶體的密度為__________
g／cm³（阿伏加德羅常數為N_A）

Answer 1

（1）Na<P<S<Cl；
（2）三角錐型；sp³雜化；
（3）3d⁶4s²，N₂，2
（4）TiO₂+BaCO₃= BaTiO₂+ CO₂↑；6；233/ N_Aa³×10^-21

試題分析：D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，說明D的價電子排布為3s²3p⁵，所以D為Cl元素；E^4＋離子和氬原子的核外電子排布相同，說明E原子核外有22個電子，所以E是Ti元素；B原子的p軌道半充滿，說明B是第VA族元素，該族中氫化物沸點最低的元素是P，所以B是P元素；則C只能是S元素；A與C能形成A₂C型離子化和物，所以A是Na元素；A、B、C、D、E、F的原子序數之和為107，所以F是26號元素Fe。
⑴A、B、C、D是同周期元素，第一電離能隨核電荷數的增加而增大，所以A、B、C、D第一電離能由小到大的順序是Na<P<S<Cl；
（2）化合物PCl₃中P原子的價層電子對數=3+1/2(5-3×1)=4,有1對孤電子，所以空間構型為三角錐型；P原子是sp³雜化；
（3）Fe原子的基態原子的核外電子排布式為[Ar]3d⁶4s²，價電子排布為3d⁶4s²，CN^－是2原子10個價電子的離子，與之互為等電子體的分子是價電子為5個的N元素的分子N₂，則1個CN^－中π鍵數目與1個N₂的π鍵數目相同，都是2個；
（4）利用“均攤法”計算晶胞中各原子的個數分別是Ba:1個，O：3個，Ti：1個，所以TiO₂與碳酸鋇反應生成BaTiO₂和二氧化碳，化學方程式為TiO₂+BaCO₃= BaTiO₃+ CO₂↑；Ti⁴⁺位于4個O原子構成的正方形的中心，即8個O原子構成的正八面體的中心，所以Ti⁴⁺的氧配為數為6；晶胞密度=晶胞質量/晶胞體積=（137+69+48）/N_A/(a×10^-7)³="233/" N_Aa³×10^-21g/cm³