Question

【題目】A、B、C、D、E、F是前四周期原子序數依次增大的六種元素。A元素原子的核外電子數等于其電子層數，B元素基態原子有三個能級且各能級電子數相同，A與D可形成兩種常見液態化合物G、H，其原子數之比分別為1:1和2:1，E元素原子的K、L層電子數之和等于其M、N層電子數之和，F被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，具有良好的生物親和性，還可用于制造飛機、火箭、人造衛星、宇宙飛船等領域。請回答下列各題（涉及元素請用相應化學符號表示）：

(1)B、C、D中第一電離最大的元素其基態原子有________種不同能量的電子。

(2)G分子中D原子的雜化方式為_______，F2+的基態價電子排布式為_________。

(3)BA3-離子的空間構型為________，與其互為等電子體的一種陽離子的電子式為__________。

(4)某化合物晶胞結構如圖所示，E2+的最近且等距的D2-有_________個。KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有與右圖相似的立體結構，邊長為a=0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，K與O間的最短距離為______nm。

(5)用高能射線照射液態H時，一個H分子能釋放出一個電子，同時產生一種陽離子。釋放出來的電子可以被若干H分子形成的“網”捕獲，你認為H分子間能形成“網”的原因________________。且由H分子釋放出電子時產生的該種陽離子具有較強的氧化性，試寫出該陽離子與S02的水溶液反應離子方程式_____________。

Answer 1

【答案】 3 sp3 3d2 三角錐形 6 0.315(或0.223) 水分子間存在氫鍵 2H2O+ + SO2 ==== 4H+ + SO42—

【解析】A、B、C、D、E、F是前四周期原子序數依次增大的六種元素，A元素原子的核外電子數等于其電子層數，A為H元素；B元素基態原子有三個能級且各能級電子數相同，核外電子排布式為1s22s22p2，B為碳元素；A與D可形成兩種常見液態化合物G、H，其原子數之比分別為1：1和2：1，則D為O元素、G為H2O2、H為H2O；C的原子序數介于碳、氧之間，則C為N元素；E元素原子的K、L層電子數之和等于其M、N層電子數之和，原子核外電子數為（2+8）×2=20，則E為Ca；F被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，可用于制造飛機、火箭、人造衛星、宇宙飛船等領域，則F為Ti。

（1）C、N、O中第一電離最大的元素為N元素，其基態原子核外電子排布式為1s22s22p3，有3種不同能量的電子；（2）G為H2O2，O原子形成2個σ鍵、含有2對孤對電子，雜化軌道數目為sp3，O原子雜化方式為sp3，Ti2+的基態價電子排布式為3d2；（3）CH3-離子中C原子孤電子對數=(4+11×3)/2=1，價層電子對數=3+1=4，故離子的空間構型為三角錐形，與其互為等電子體的一種陽離子為H3O+，電子式為；（4）某化合物晶胞結構如圖所示，E2+位于體心與面心的D2-離子相鄰，E2+的最近且等距的D2-有6個；根據晶胞結構，K與O間的最短距離是面對角線的一半，即為nm＝0.315nm；如果晶胞中K、I、O分別處于體心、頂角、面心位置，則K與O間的最短距離為邊長的一半，即為0.223nm。（5）用高能射線照射液態水時，一個水分子能釋放出一個電子，同時產生一種陽離子為H2O+；水分子間能形成“網”的原因是：水分子間存在氫鍵；由H分子釋放出電子時產生的一種陽離子具有較強的氧化性，該陽離子與SO2水溶液反應離子方程式為：2H2O+ +SO2＝4H+ + SO42－。