Question

有A、B、C、D四中元素，其中A的基態(tài)原子核外電子有11中運動狀態(tài)，B的基態(tài)原子得一個電子喉3p軌道就處于全充滿狀態(tài)，C的最常見氣態(tài)氫化物呈堿性，D與A能形成離子化合物A₂D且D^2-比A⁺多一個電子層．
（1）A的單質(zhì)晶體類型是

 

，從晶體結(jié)構(gòu)解釋，A單質(zhì)是電的真導(dǎo)體的原因

 

．
（2）DB₂分子的中心原子雜化類型為

 

，分子的空間構(gòu)型為

 

．
（3）C^3-的電子排布式為

 

，C的氫化物水溶液中存在多種形式的氫鍵，請表示出不同分子之間形成的氫鍵

 

．
（4）D元素與同周期相鄰元素的第一電離能有大到小的關(guān)系是

 

，A、B、D三種元素電負(fù)性由大到小的關(guān)系是

 

．
（5）如圖是A₂D晶體的晶胞，該晶胞與CaF₂晶胞結(jié)構(gòu)相似，設(shè)晶體密度是ρ g?cm^-3，則該晶體中A⁺和D^2-最短的距離為

 

．（阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示，只列出計算式即可）

Answer 1

考點：晶胞的計算,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,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：A的基態(tài)原子核外電子有11種運動狀態(tài)，即A核外有11個電子，是鈉元素，B的基態(tài)原子得一個電子后3p軌道就處于全充滿狀態(tài)，B元素3p軌道上有5個電子，則B為17號元素，氯元素，C的最常見氣態(tài)氫化物呈堿性，則C為氮元素，D與A能形成離子化合物A₂D且D^2-比A⁺多一個電子層，則D^2-為S^2-，D為硫元素，據(jù)此答題．

解答： 解：A的基態(tài)原子核外電子有11種運動狀態(tài)，即A核外有11個電子，是鈉元素，B的基態(tài)原子得一個電子后3p軌道就處于全充滿狀態(tài)，B元素3p軌道上有5個電子，則B為17號元素，氯元素，C的最常見氣態(tài)氫化物呈堿性，則C為氮元素，D與A能形成離子化合物A₂D且D^2-比A⁺多一個電子層，則D^2-為S^2-，D為硫元素，
（1）A為鈉元素，所以鈉單質(zhì)為金屬晶體，在金屬晶體是由自由電子和金屬陽離子構(gòu)成，能導(dǎo)電是因為其中有自由電子的存在，故答案為：金屬晶體；固體中存在自由電子；
（2）DB₂分子為SCl₂，中心原子硫原子的價電子對數(shù)為

6+2

2

=4，所以中心原子雜化類型為sp³，SCl₂中含有兩對孤對電子，所以分子空間構(gòu)型為V型，故答案為：sp³，V型；
（3）C為氮元素，所以C^3-的電子排布式為1s²2s²2p⁶，在氨水中氨分與水分子之間存在氫鍵，可以表示為N-H…O或者為O-H…N，故答案為：1s²2s²2p⁶；N-H…O或O-H…N；
（4）在元素周期表中同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，第一電離能也遞增，但第Ⅱ主族和第Ⅴ主族由于最層是充滿和半充滿結(jié)構(gòu)，所以第一電離能比相鄰的同周期元素大，所以P、S、Cl的第一電離能的大小關(guān)系為Cl＞P＞S，在元素周期表中同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，電負(fù)性也遞增，元素的金屬性越強電負(fù)性就越小，所以在Na、Cl、S中電負(fù)性由大到小的關(guān)系是Cl＞S＞Na，故答案為：Cl＞P＞S；Cl＞S＞Na；
（5）A₂D晶體為Na₂S晶體，該晶胞中鈉離子個數(shù)=8，氧離子個數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，晶胞的體積=

78 NA ×4

ρ

cm3=

4×78

ρNA

cm3，晶胞的邊長=

3	4×78 ρNA

cm，四個氧離子和一個鈉離子構(gòu)成正四面體，如下圖所示，鈉離子位于正四面體的體心上，四個氧原子位于正四面體的頂點上，鈉原子位于體心上，正四面體的棱長=

2

2

×

3	4×78 ρNA

cm，設(shè)氧離子和鈉離子的距離為x，在正三角形BCD中，BE的長=

3

2

×

2

2

×

3	4×78 ρNA

cm，BO和OE的長之比為2：1，
所以BO的長=

2

3

×

3

2

×

2

2

×

3	4×78 ρNA

cm=

6

6

×

3	4×78 ρNA

cm，（AO的邊長）²=（

2

2

×

3	4×78 ρNA

cm）²-（

6

6

×

3	4×78 ρNA

cm）²，x²=（

6

6

×

3	4×78 ρNA

cm）²+（AO的邊長-x）²，所以x=

3

4

×

3	4×78 ρNA

cm，
故答案為：

3

4

×

3	4×78 ρNA

cm．

點評：本題主要考查了學(xué)生根據(jù)原子結(jié)構(gòu)推斷元素的能力并在此基礎(chǔ)上進一步考查了元素周期律及晶胞結(jié)構(gòu)的計算，解題的難點在于晶胞結(jié)構(gòu)的計算，要求學(xué)生對幾何知識要能靈活運用，難度較大．