Question

【題目】【化學——物質結構與性質】

有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2p能級有3個電子；C的基態原子2p能級有1個電子；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。則：

（1）寫出基態E原子的價電子排布式________。基態A原子的第I電離能比B的大，其原因是____。

（2）B元素的氫化物的沸點是同族元素氫化物中最高的，原因是_________。

（3）A的最簡單氫化物分子的空間構型為___________，其中A原子的雜化類型是_________。

（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。

①該藍色晶體的化學式為_________，加入乙醇的目的是____________。

②寫出該配合物中配離子的結構簡式___________。

（5）C和D形成的化合物的晶胞結構如圖所示，則D的配位數是_______，已知晶體的密度為ρg·cm－3，阿伏伽德羅常數為NA，求晶胞邊長a=________cm（含用ρ、NA的計算式表示）。

Answer 1

【答案】3d104s1基態氮原子的2p能級處于較穩定的半充滿狀態水分子間存在氫鍵，氫鍵比范德華力更強三角錐型sp3[Cu(NH3)4]SO4·H2O降低硫酸四氨合銅晶體的溶解度8

【解析】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)水分子間能存在氫鍵，氫鍵比范德華力更強，H2O的沸點是同族元素中最高的；

(3)NH3分子的空間構型為三角錐型，氨氣分子中氮原子價層電子對個數=3+(5-3×1)=4，所以N原子采用sp3雜化；

(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)晶胞中頂點Ca最靠近的F共有8個，則Ca的配位數是8；白色球為F、黑色球為Ca，由晶胞結構可知，晶胞中白色球數目=8、黑色球數目=8×+6×=4，則晶胞質量=4×g=g，晶胞的體積=g÷ρ gcm-3=cm3，故晶胞邊長a=cm。