Question

【物质结构与性质】

某配位化合物为深蓝色晶体，由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素

组成，其原子个数比为l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的

二倍，E元素的外围电子排布为(n-1)dⁿ⁺⁶ns^l，回答下列问题。

（1）元素B、C、D的第一电离能的由大到小排列顺序为   。（用元素符号表示）

（2）D元素原子的最外层电子排布图为                     。

（3）该配位化合物的化学式为______，配体的中心原子的杂化方式为      。

（4）C元素可与A元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1：1和l：2，两种化合物可任意比互溶，解释其主要原因为                   。

（5）A元素与B元素可形成分子式为A₂B₂的某化合物，该化合物的分子具有平面结构，则其结构式为     ，分子中含有     个σ键，    个π键。

（6）A元素与E元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图。则该化合物的化学式为       。该化合物可在氯气中燃烧，生成一种棕黄色固体和一种气体，写出该反应的化学方程式          。

 

Answer

（1）N>O>S  

（2）

（3）[Cu(NH3)4]SO4•H2O。  sp3杂化

（4）H2O与H2O2之间形成氢键

（5）H-N=N-H；3；1 

（6）CuH      2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl

【解析】某配位化合物为深蓝色晶体，由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成，其原子个数比为14：4：5：1：1，其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，则C为O元素、D为S元素；E元素的外围电子排布为（n-l）dn+6nsl，则n+6=10，故n=4，故其外围电子排布为3d104sl，则E为Cu；故该深蓝色晶体应含有[Cu(NH3)4]2+、SO42-，结合原子序数可知A为H、B为N，由原子数目之比，可知该配合物含有1个结晶水，故其化学式为：[Cu(NH3)4]SO4•H2O。

（1）同主族自上而下第一电离能减小，故O元素第一电离能大于S元素，O与N元素同周期，N元素原子2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能大于O元素，故第一电离能由大到小的排列顺序为：N＞O＞S。

（2）D为S元素，其原子的最外层电子排布图为 。

（3）由上述分析可知，该配位化合物的化学式为：[Cu(NH3)4]SO4•H2O，配体为NH3，N原子价层电子对数=3+（5−1×3）/2=4，N原子采取sp3杂化。

（4）O元素可与H元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1：1和l：2，则为H2O、H2O2，两种化合物可任意比互溶，其主要原因为：H2O与H2O2分子之间存在氢键。

（5）H元素与N元素可形成分子式为N2H2的化合物，该化合物的分子具有平面结构，N原子之间形成N=N双键，N原子与H原子之间形成N-H键，其结构式为H-N=N-H，分子中含有3个σ键，1个π键。

（6）H元素与Cu元素可形成一种红色化合物，由晶体结构单元可知，4个H原子位于内部，6个H原子位于棱上，晶胞中H原子数目=4+6×1/3=6，3个Cu原子为内部，2个位于面心、12个位于顶点，故晶胞中Cu原子数目=3+2×1/2+12×1/6=6，故该化合物的化学式为CuH，该化合物可在氯气中燃烧，生成一种棕黄色固体和一种气体，应生成CuCl2、HCl，反应方程式为：

2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl。