Question

【題目】A、B、C、D、E五種原子序數依次增大的元素(原子序數均小于30)。A的基態原子的2p能級有3個電子；C的基態原子2p能級有1個單電子；E原子最外層有1個單電子，其次外層有3個能級且均排滿電子；D與E同周期，價電子數為2。回答下列問題:

(1)寫出基態E+的價電子排布式:_________。基態A原子的第一電離能比B的大，其原因是__________。

(2)A5+由美國空軍研究實驗室推進科學與先進概念部Karl .O. Christed 于1999年成功合成，其結構呈‘V'形且該離子中各原子均達到8電子穩定結構，則A5+的結構式為________。

(3)B3分子的空間構型為______，其中B原子的雜化類型是______，與B3分子互為等電子體的微粒有_________(寫一種離子)。

(4)向E的硫酸鹽溶液中通入A的氣態氫化物至過量，產生藍色沉淀，隨后沉淀溶解得到深藍色溶液，向溶液中加入適量乙醇，析出藍色晶體。加入乙醇的目的___________。 寫出該配合物中配離子的結構簡式__________。

(5)由長周期元素組成的鑭鎳合金、銅鈣合金有相同類型的晶體結構XYn，它們有很強的儲氫能力，其中銅鈣合金的晶體的部分結構如圖所示。

己知鑭鎳合金(LaNin)晶體中的重復結構單元如圖一所示，該結構單元的體積為9.0×10-23cm3，儲氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進入晶體空隙，體積不變)，則LaNin中n=___ (填數值)；氫在合金中的密度為_______g/L。

Answer 1

【答案】 3d10 N原子價電子排布式為2S22P3，O原子為2s22p4，N的2p軌道達半滿，更為穩定 v形 SP2 NO2- 降低[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度 n=5 密度是250g/L

【解析】B、C、D、E五種原子序數依次增大的元素(原子序數均小于30)，A的基態原子2p能級有3個單電子，原子核外電子排布為1s22s22p3，則A是N元素；C的基態原子2p能級有1個單電子，且C的原子序數大于A，其原子核外電子排布為1s22s22p5，所以C是F元素，結合原子序數可推知B是O元素；E原子核外有成單電子，其次外層有3個能級且均排滿電子，且原子序數小于30，則E處于第四周期，其基態原子的價電子排布式3d104s1，則E是Cu元素；D與E同周期，價電子數為2，則D是Ca元素；
(1)Cu的核電荷數為29，基態Cu原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，則價電子排布式為3d104s1。基態N原子的核外電子排布為1s22s22p3，p軌道為半充滿結構，較穩定，故其第I電離能比O的大；
(2). N5+共有24個價電子，其結構呈‘V'形且該離子中各原子均達到8電子穩定結構，則N5+的結構式為
(3)O3中O原子的雜化類型是SP2，所以空間構型為v形，與O3分子互為等電子體的微粒有應具有3個原子和18個價電子，符合條件且為離子的可以是 NO2-。

(4)向CuSO4的水溶液中逐滴加入氨水，離子方程式為：Cu2++2NH3H2O=Cu(OH)2↓+2H2O，至過量，觀察到溶液由天藍色最終變為深藍色，生成[Cu(NH3)4]2+，反應的離子方程式為：Cu(OH)2+4NH3H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O；
①該藍色晶體的化學式為[Cu(NH3)4]SO4·H2O，加入乙醇的目的是向深藍色透明溶液加入乙醇，由于[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以會析出深藍色的晶體：Cu(NH3)4SO4H2O，則加入乙醇的作用是降低了[Cu(NH3)4]SO4H2O的溶解度；

②[Cu(NH3)4]2+的結構式為；
(5)銅、鈣合金中，N(Cu)＝12+6＋6＝15。N(Ca)＝12×＋2×＝3， ＝＝，所以n＝5；因為合金的化學式為LaNinH4.5而一個晶胞中實際擁有三個La原子、5個Ni原子，所以實際含有氫原子4.5×3=13.5。ρ·9.0×10－23cm3·NA＝M，其中氫在合金中的密度為0.25 g·cm－3=250g/L。