Question

已知元素A、B、C、D、E、F均属前四周期且原子序数依次增大，A的p能级电子数是s能级的一半，C的基态原子2p轨道有2个未成对电子；C与D形成的化合物中C显正化合价；E的M层电子数是N层电子数的4倍，F的内部各能层均排满，且最外层电子数为1。

请回答下列问题。

（1）C原子基态时电子排布式为                   。

（2）B、C两种元素第一电离能为      ＞      (用元素符号表示)。试解释其原因：                                           。

（3）任写一种与AB^－离子互为等电子体的离子        。

（4）B与C形成的四原子阴离子的立体构型为         ，其中B原子的杂化类型是        。

（5）F(OH)₂难溶于水，易溶于氨水，写出其溶于氨水的离子方程式                          。

（6）D和E形成的化合物的晶胞结构如图，其化学式为             ；∠EDE=       ；E的配位数是    ；已知晶体的密度为ρg·cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，则晶胞边长a=           cm。(用ρ、N_A的计算式表示)

Answer

（1）1s22s22p4；

（2）N﹥O；氮原子核外2p亚层处于半充满的较稳定结构，不易失去电子，故第一电离能比氧原子大；

（3）C22- 或O22+；

（4）平面三角形，sp2；

（5）Cu(OH)2+4NH3·H2O = Cu(NH3)42+ + 2OH- + 4H2O[或Cu(OH)2+4NH3 = Cu(NH3)42+ + 2OH-]；

（6）CaF2  109°28′   8 

【解析】

试题分析：元素A、B、C、D、E、F均属前四周期，且原子序数依次增大。A的p能级电子数是s能级电子数的一半，P能级上有2个电子，则A是C元素；C的基态原子2p轨道有2个未成对电子，则C为C或O元素，原子序数小于B，C为O元素；B的原子序数大于A而小于C，所以B是N元素；C与D形成的化合物中C显正化合价，则D的非金属性大于C，所以D是F元素；E的M层电子数是N层电子数的4倍且原子序数大于F元素，E原子序数小于29，所以E原子最外层电子数是2，N层为2，M层电子数是8，则该元素是Ca元素，F的内部各能级层均排满，且最外层电子数为1，则F是Cu元素。

（1）C是O元素，氧原子核外有8个电子，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p4；

（2）B是N元素，C是O元素，原子轨道中如果电子处于全满、全空、半满时原子最稳定，氮原子核外2p亚层处于半充满的较稳定结构，不易失去电子，故第一电离能比氧原子大；

（3）原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体，与CN-离子互为等电子体的有CO或C22-或O22+；

（4）B与C形成的四原子阴离子为硝酸根离子，硝酸根离子中价层电子对个数=3+ (5+1−3×2)=3，且不含孤电子对，所以其空间构型为平面三角形，N原子采用sp2杂化；

（6）该晶胞中F原子个数=8，钙原子个数=8×+6×=4，所以钙原子和氟原子个数之比=4：8=1：2，则其化学式为：CaF2，钙原子的配位数是8，晶胞边长=cm=cm。

考点：物质结构和性质，涉及晶胞的计算、等电子体的判断、第一电离能大小的判断等知识点。