Question

【題目】周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大。a的核外電子總數與其周期數相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數為其內層電子數的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子。回答下列問題：

(1)b、c、d中第一電離能最大的是__(填元素符號)，e的價層電子軌道示意圖為__ 。

(2)a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為___；分子中既含有極性共價鍵，又含有非極性共價鍵的化合物是___(填化學式，寫兩種)。

(3)這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數為3的酸是__；酸根呈三角錐結構的酸是___。(填化學式)

(4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結構如圖，則e離子的電荷為__。

(5)這5種元素形成的一種1:1型離子化合物中，陰離子呈四面體結構；陽離子呈軸向狹長的八面體結構(如圖所示)。該化合物中陰離子為__，陽離子中存在的化學鍵類型有__；該化合物加熱時首先失去的組分是__，判斷理由是___。

(6)用晶體的X—射線衍射法對e的測定得到以下結果：e的晶胞為面心立方最密堆積(如下圖)，已知該晶體的密度為9.00g·cm-3，晶胞中該原子的配位數為________；e的原子半徑為________cm(阿伏加德羅常數為NA，要求列式,下同)。晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為__________。

Answer 1

【答案】N sp3 H2O2、N2H4 HNO2、HNO3 H2SO3 +1 共價鍵和配位鍵 H2O H2O與Cu2+的配位鍵比NH3與Cu2+的弱 12

【解析】

周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大，a的核外電子總數與其周期數相同，則a為H元素；c的最外層電子數為其內層電子數的3倍，最外層電子數不超過8個，則c是O元素；b的價電子層中的未成對電子有3個，且原子序數小于c，則b是N元素；e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子，則e原子核外電子數為2＋8＋18＋1＝29，為Cu元素；d與c同族，且原子序數小于e，所以d為S元素，據此分析解答。

(1)同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族和第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素中，元素第一電離能隨著原子序數增大而減小，所以b、c、d元素第一電離能最大的是N元素；e的價層電子為3d、4s電子，其價層電子排布圖為，

故答案為：N；；

(2)a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子為NH3，該分子的中心原子含有3個共價單鍵和一個孤電子對，所以N原子的雜化方式為sp3；分子中既含有極性共價鍵、又含有非極性共價鍵的化合物有H2O2和N2H4，

故答案為：sp3；H2O2和N2H4；

(3)這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數為3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角錐結構的酸是H2SO3，故答案為：HNO2、HNO3；H2SO3；

(4)該晶胞中c離子個數＝1＋8×＝2，e離子個數4，該晶胞中氧離子和銅離子個數之比＝2：4＝1：2，所以e和c形成的一種離子化合物化學式為Cu2O，則e離子的電荷為＋1，故答案為：＋1；

(5)這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈四面體結構，說明該陰離子價層電子對個數是4且不含孤電子對，為；陽離子呈軸向狹長的八面體結構，根據圖知在八面體上下頂點上分子含有兩個共價鍵且含有兩個孤電子對，為水分子，有兩個，正方形平面上四個頂點上分子含有3個共價鍵且含有一個孤電子對，所以為氨氣分子，有4個，所以陽離子中含有配位鍵和共價鍵；H2O和Cu2＋的配位鍵比NH3與Cu2＋的弱，所以該化合物加熱時首先失去的組分是H2O，

故答案為：；共價鍵和配位鍵；H2O；H2O和Cu2＋的配位鍵比NH3與Cu2＋的弱；

(6)Cu的晶胞為面心立方最密堆積，以頂點Cu原子研究，與之最近的Cu原子位于面心上，每個頂點Cu原子為12個面共用，所以Cu的配位數為12，根據晶胞的結構圖可知，晶胞中含有銅原子數為8×＋6×＝4，設晶胞的邊長為a cm，則a3ρNA＝4×64，所以a＝，由于面對角線為a，面對角線的為Cu原子半徑，所以Cu原子半徑為×cm，晶胞中4個銅原子所占體積為=，晶胞體積為a3=，則原子體積占晶胞體積的百分率=，

故答案為：12；×；