Question

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：
（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___________。
（4）EO₂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<S<P<Cl
（2）三角錐形  sp³
（3）  3d⁶4s² N₂  2
（4）TiO₂+BaCO₃BaTiO₃+CO₂↑ ;   6 ;   233/[N_A×（a×10^-7）³]

試題分析：（1）B原子的p軌道半充滿，則若的電子排布式為1s²2s²2p³. B為N元素。對于氫化物來說。結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力就越大，物質的熔沸點就越高。而HF、H₂O、NH₃的分子之間除了存在分子間作用力外，還存在一種叫氫鍵的作用力，增大了分子間的相互作用，使它們的熔沸點在同族元素形成的氫化物中最高，出現反常現象。NH₃的沸點在同族中是最高的，不符合題意。舍棄。則電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p³，B元素為P元素。又因為其氫化物沸點是同族元素中最低的符合題意；因此B元素為P元素。D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，則D的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵. D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，則A、C在元素周期表中位于同一周期，結合化合物的及它們的原子序數都比Cl小等知識可確定A為Na元素，C為S元素。E^4＋離子和氬原子的核外電子排布相同，則E為22號元素Ti元素。A、B、C、D、E、F的原子序數之和為107，所以F的原子序數為：107-11-15-16-17-22=26，F是Fe元素。（1）對于電子層數越多的元素，原子核外的電子數越多，原子半徑越小，原子失去電子就越難，即電離能就越大。所以Na、P、S、Cl的第一電離能由小到大的順序是Na<S<P<Cl。（2在化合物PCl₃的分子中，每個P原子與三個Cl原子形成三個共價鍵，在P原子上還有一對孤對電子。所以PCl₃的分子空間構型可描述為三角錐形. P原子的雜化方式為sp³。（3）Fe原子的基態原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，則基態Fe的價電子排布式為3d⁶4s²。電子數相同、原子數也相同的微粒就叫做等電子體。CN^－的電子數為14，原子數為2，所以與CN^－互為等電子體的分子為N₂。等電子體結構相似，性質也相似。由于在N₂中2個N原子共用三對電子，一個是ð鍵，2個π鍵。所以在CN^－中的π鍵也是2個。（4）由晶胞的結構示意圖結合均攤法可知：在每個晶胞中含有：Ti：1;  Ba：8×1/8=1;  O:6×1/2=3.所以該化合物的化學式為BaTiO₃。故TiO₂與碳酸鋇在熔融狀態下反應的化學方程式為TiO₂+BaCO₃BaTiO₃+CO₂↑。在晶體中每個Ti原子周圍有6個O原子與它距離相等而且最近，這6個O原子構成的是正八面體。所以配位數為6.由于在一個晶胞中只含有一個BaTiO₃。所以晶體的密度。