Question

【題目】有A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，B是電負(fù)性最大的元素，C的2p軌道中有三個(gè)未成對(duì)的單電子，F原子核外電子數(shù)是B與C核外電子數(shù)之和，D是主族元素且與E同周期，E能形成紅色(或磚紅色)的E2O和黑色的EO兩種氧化物，D與B可形成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．請(qǐng)回答下列問(wèn)題．

（1）E元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為_________．

（2）A2F分子中F原子的雜化類(lèi)型是_________

（3）CA3極易溶于水，其原因主要是_________，

（4）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽(yáng)能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途．富勒烯(C60)的結(jié)構(gòu)如圖，分子中碳原子軌道的雜化類(lèi)型為_________；1molC60分子中σ鍵的數(shù)目為_________．

（5）多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池材料為無(wú)機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵、硫化鎘、硫化鋅及銅銦硒薄膜電池等．

①第一電離能：As_________Se(填“>”“<”或“=”)．

②硫化鋅的晶胞中(結(jié)構(gòu)如圖所示)，硫離子的配位數(shù)是_________與S距離最近且等距離的S之間的距離為_________（密度為ρg/cm3）

③二氧化硒分子的空間構(gòu)型為_________．

Answer 1

【答案】[Ar]3d104s1 sp3 與水分子間形成氫鍵 sp2 90NA > 4 V形

【解析】

有A、B、C、D、E、F六種元素，A是周期表中原子半徑最小的元素，則A為H元素；B是電負(fù)性最大的元素，則B為F元素；C的2p軌道中有三個(gè)未成對(duì)的單電子，則C原子核外電子排布為1s22s22p3，則C為N元素；F原子核外電子數(shù)是B與C核外電子數(shù)之和，則F原子核外電子數(shù)為9+7=16，則F為S元素；E能形成紅色（或磚紅色）的E2O和黑色的EO兩種氧化物，則E為Cu元素；D與B可形成離子化合物，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中F原子數(shù)目為8，D原子數(shù)目為，故化學(xué)式為DF2，D為+2價(jià)，D是主族元素且與E同周期，處于第四周期，則D為Ca元素，據(jù)此解答。判斷碳原子的雜化類(lèi)型可根據(jù)其成鍵情況來(lái)判斷，碳原子若成四個(gè)單鍵，其雜化類(lèi)型必為sp3，若成一個(gè)雙鍵，兩個(gè)單鍵，其雜化類(lèi)型必為sp2，若成一個(gè)單鍵，一個(gè)三鍵，其雜化類(lèi)型必為sp．在每個(gè)C60分子中，由于碳原子都采取sp2雜化，故參與形成σ鍵的電子只有3個(gè)，所以形成σ鍵的電子共有60×3=180個(gè)，而每個(gè)σ鍵需要2個(gè)電子，所以σ鍵的數(shù)目為90個(gè)，故1molC60中σ鍵的數(shù)目為90NA；①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但注意第VA族元素大于相鄰元素的第一電離能；

②與硫離子最近的鋅離子的數(shù)目為硫離子的配位數(shù)，根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Zn、S原子數(shù)目，用阿伏伽德羅常數(shù)表示出晶胞質(zhì)量，再結(jié)合m=ρV計(jì)算與S距離最近且等距離的S之間的距離；

③計(jì)算Se原子價(jià)層電子對(duì)、孤電子對(duì)，確定其空間構(gòu)型；

（1）E為Cu元素，原子核外電子數(shù)為29，基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1，故答案為：[Ar]3d104s1；

（2）H2S分子中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=，S原子采取sp3雜化，故答案為：sp3；

（3）NH3極易溶于水，其原因主要是NH3與水分子間形成氫鍵，由于一水合氨電離產(chǎn)生銨根離子和氫氧根，故NH3H2O中N原子與水中的H原子之間存在氫鍵，應(yīng)為b結(jié)構(gòu)，故答案為：與水分子間形成氫鍵；

（4）每個(gè)碳原子形成3個(gè)σ鍵個(gè)數(shù)且不含孤電子對(duì)，所以采用sp2雜化，每個(gè)碳原子含有的σ鍵個(gè)數(shù)為32，所以1molC60分子中σ鍵的數(shù)目==90NA，故答案為：sp2；90NA；

(5)①As和Se屬于同一周期，且As屬于第VA族，Se屬于第VIA族，As原子4p能級(jí)容納3個(gè)電子，為半滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于Se，故答案為：>；

②根據(jù)圖片知,每個(gè)S離子連接4個(gè)Zn離子,所其配位數(shù)是4；晶胞中Zn原子數(shù)為4，S原子數(shù)為，晶胞質(zhì)量，則，與S距離最近且等距離的S之間的距離為，故答案為：4；；

③二氧化硒分子中Se原子孤電子對(duì)數(shù)，價(jià)層電子對(duì)=2+1=3，所以其空間結(jié)構(gòu)為V形，故案為：V形。