Question

已知前四周期六種元素A、B、C、D、E、F的原子序數(shù)之和為107，且它們的核電荷數(shù)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，E⁴⁺離子和氬原子的核外電子排布相同．請回答下列問題：
（1）A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序是

 

（填元素符號）．
（2）化合物BD₃的分子空間構(gòu)型可描述為

 

，B的原子軌道雜化類型為

 

．
（3）已知F元素在人體內(nèi)含量偏低時，會影響O₂在體內(nèi)的正常運輸．已知F²⁺與KCN溶液反應(yīng)得F（CN）₂沉淀，當(dāng)加入過量KCN溶液時沉淀溶解，生成配合物．則F的基態(tài)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(shù)目為

 

．
（4）EO₂與碳酸鋇在熔融狀態(tài)下反應(yīng)，所得晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

在該晶體中，E⁴⁺的氧配為數(shù)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(shù)為N_A）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,元素電離能、電負性的含義及應(yīng)用,共價鍵的形成及共價鍵的主要類型,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：根據(jù)題目給出的信息推斷，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，故B為P元素；D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，且原子序數(shù)大于P，為Cl元素；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，分別推斷出A為Na、C為S；E⁴⁺離子和氬原子的核外電子排布相同，故E為Ti元素；原子序數(shù)之和為107，則F為Fe元素．
（1）根據(jù)第一電離能遞變規(guī)律獲得答案；
（2）化合物為PCl₃，根據(jù)價電子對數(shù)判斷雜化類型和空間構(gòu)型；
（3）根據(jù)Fe元素的原子序數(shù)寫出價電子排布式；等電子體是指具有相同的原子數(shù)和價電子數(shù)的原子團；
（4）根據(jù)均攤法計算出生成物化學(xué)式，寫出化學(xué)方程式；晶體密度可以通過摩爾質(zhì)量和摩爾體積計算得出．

解答： 解：（1）第一電離能同周期從左到右呈增大趨勢，其中第ⅤA大于ⅥA，故答案為：Na＜S＜P＜Cl；
（2）PCl₃的價電子數(shù)=

5+3

2

=4，形成四條新的雜化軌道，價電子數(shù)=孤電子對數(shù)+配位原子數(shù)，即孤電子對數(shù)為1，對共價鍵有排斥作用，故答案為：三角錐形；sp³雜化；
（3）Fe元素的原子序數(shù)為26，價電子數(shù)為8；CN^-的等電子體為有兩個原子，且價電子數(shù)為10，不難想到N₂，根據(jù)N₂的結(jié)構(gòu)推斷π鍵數(shù)，故答案為：3d⁶4s²；N₂；2；
（4）晶體中Ba位于頂點，8×

1

8

=1，O位于面心6×

1

2

=3，Ti位于體心，所以晶體化學(xué)式為BaTiO₃，根據(jù)反應(yīng)物和生成物可知化學(xué)方程式為TiO₂+BaCO₃=BaTiO₃+CO₂↑；Ti⁴⁺位于體心，與六個位于面心的O鄰接；晶胞中含有一個微粒，晶胞體積為（a×10^-7）³，V_m=NA×(a×10-7)3，則ρ=

M

Vm

=

233

NA×(a×10-7)3

，
故答案為：TiO₂+BaCO₃=BaTiO₃+CO₂↑；6；

233

NA×(a×10-7)3

．

點評：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及元素周期表、元素周期律、雜化理論、化學(xué)鍵、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞計算等，難度較大，對學(xué)生的思維能力、空間想象能力有一定的要求．