Question

【化學--選修3：物質結構與性質】
已知：①A的簡單陰離子核外有2個電子，B元素原子最外層電子數是內層電子數的3倍，E原子基態3p原子軌道上有2個未成對電子，其單質晶體類型屬于分子晶體，F元素原子序數為26．
②X、Y和Z為第三周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表：

電離能/kJ?mol-1	I1	I2	I3	I4
X	496	4562	6912	9543
Y	738	1451	7733	10540
Z	578	1817	2745	11578

回答下列問題：
（1）B元素原子核外已成對電子數是未成對電子數的

 

倍．
（2）X、Y、Z的電負性從大到小的順序為

 

（用元素符號表示）．
（3）分子式為A₂B、A₂E的兩種物質中

 

更穩定（用化學式表示），原因是

 

．
（4）X的氯化物的熔點比Y的氯化物的熔點

 

，原因是

 

．
（5）F的氯化物FCl₃與KSCN溶液反應顯紅色，該反應的離子方程式為

 

．等電子體指的是原子總數相同．價電子總數相同的分子．離子或基團，據此定義寫出離子SCN^-的一種等電子體

 

．
（6）F的一種常見配合物F（CO）₃常溫下呈液態，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據此可判斷F（CO）₃的晶體類型為

 

．F元素的單質晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示．在面心立方晶胞中F原子的配位數為

 

，體心立方晶胞的密度可表示為

 

．（F的原子半徑為r）

Answer 1

分析：①A的簡單陰離子核外有2個電子，則A是H元素，B元素原子最外層電子數是內層電子數的3倍，最外層電子數不超過8個，則B是O元素，E原子基態3p原子軌道上有2個未成對電子，其單質晶體類型屬于分子晶體，則E是S元素，F元素原子序數為26，則F是Fe元素；
②X、Y和Z為第三周期元素，根據其電離能知，X屬于Na元素，Y屬于Mg元素，Z屬于Al元素，然后結合物質的結構來分析解答．

解答：解：①A的簡單陰離子核外有2個電子，則A是H元素，B元素原子最外層電子數是內層電子數的3倍，最外層電子數不超過8個，則B是O元素，E原子基態3p原子軌道上有2個未成對電子，其單質晶體類型屬于分子晶體，則E是S元素，F元素原子序數為26，則F是Fe元素；
②X、Y和Z為第三周期元素，根據其電離能知，X屬于Na元素，Y屬于Mg元素，Z屬于Al元素；
（1）B是O元素，氧原子已成對電子數6，未成對電子數是2，所以B元素原子核外已成對電子數是未成對電子數的3倍，故答案為：3；
（2）同一周期元素中，元素的電負性隨著原子序數的增大而增大，X、Y、Z分別是Na、Mg、Al元素，其原子序數逐漸增大，則其電負性依次增大，所以X、Y、Z的電負性從大到小的順序為Al＞Mg＞Na，故答案為：Al＞Mg＞Na；
（3）A₂B、A₂E分別為H₂O、H₂S，非金屬的非金屬性越強，其氫化物越穩定，氧元素的非金屬性大于硫元素，所以水的穩定性大于硫化氫，
故答案為：H₂O；氧元素的非金屬性比硫元素強；
（4）X的氯化物是氯化鈉，Y的氯化物是氯化鎂，氯化鈉和氯化鎂都是離子化合物，離子化合物的熔點與晶格能成正比，晶格能與原子半徑成反比，與離子所帶電荷成正比，所以氯化鎂的熔點高于氯化鈉，
故答案為：低；后者晶格能大；
（5）氯化鐵和硫氰化鉀溶液反應生成絡合物而使溶液呈紅色，離子反應方程式為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，等電子體指的是原子總數相同，價電子總數相同的分子、離子或基團，SCN^-的等電子體有：N₃、N₂O、CO₂、NO₂⁺，
故答案為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；N₃、N₂O、CO₂、NO₂⁺；
（6）分子晶體的熔沸點較低，F的一種常見配合物F（CO）₃常溫下呈液態，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，所以F（CO）₃的晶體類型為分子晶體，F元素的單質晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示，在面心立方晶胞中F原子的配位數為 3×8×

1

2

=12；
體心立方鐵晶胞中鐵原子個數2+8×

1

8

=2，該晶胞的半徑=

4 3

3

r，則晶胞的體積=（

4 3

3

r）³，則其密度=

56 NA ×2

( 4 3 3 r)3

=

21 3

4NAr3

，
故答案為：12；

21 3

4NAr3

．

點評：本題考查了物質結構和性質，涉及晶胞的計算、晶體類型的判斷、等電子體等知識點，這些知識點都是考試熱點，難點是晶胞的計算，注意（6）中體心立方晶體中，晶胞的棱長不是鐵原子直徑，為易錯點．