Question

A、B、C、D、E代表五种常见元素，它们的核电荷数依次增大。其中元素E的基态3d轨道上有2个电子，A的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍， B是地壳中含量最多的元素，C是短周期中最活泼的金属元素，D与C可形成CD型离子化合物。请回答下列问题：

（1）E的基态原子价层电子排布式为_______________________________。

（2）AB₂分子中，A的杂化类型为_______________________________。

（3）AB₂形成的晶体的熔点________(填“大于”、“小于”或“无法判断”)CD形成的晶体的熔点，原因是_________________________。

（4）E与B形成的一种橙红色晶体晶胞结构如图所示，其化学式为_______(用元素符号表示)。

（5）由C、D两元素形成的化合物组成的晶体中，阴、阳离子都具有或近似具有球型对称结构，它们都可以看做刚性圆球，并彼此“相切”。如图所示为C、D形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图：

若a＝5.6×10^－8 cm，则该晶体的密度为________g·cm^－3(精确到小数点后1位)。

Answer

（1）3d24s2

（2）sp；

（3）小于；AB2形成的晶体为分子晶体，CD形成的晶体为离子晶体，通常情况下，离子晶体熔点大于分子晶体熔点；

（4）TiO2

（5）2.2

【解析】

试题分析：A、B、C、D、E代表五种常见元素，它们的核电荷数依次增大．其中元素E的基态3d轨道上有2个电子，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，则E为Ti；B是地壳中含量最多的元素，则B为O元素；C是短周期中最活泼的金属元素，则C为Na；A的基态原子中有2个未成对电子，原子序数小于氧，原子核外电子排布为1s22s22p2，则A为碳元素；D与C可形成CD型离子化合物，则D为Cl．

（1）E为Ti，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，基态原子价层电子排布式为3d24s2，故答案为：3d24s2；

（2）CO2分子结构式为O=C=O，碳原子成2个δ键、没有孤对电子，故C原子采取sp杂化；故答案为：sp；

（3）CO2形成的晶体属于分子晶体，NaCl属于离子晶体，通常情况下，离子键键能高于分子间作用力，故CO2形成的晶体的熔点低于NaCl，故答案为：小于；CO2形成的晶体属于分子晶体，NaCl属于离子晶体；

（4）该晶胞中Ti原子个数=1+8×=2、O原子个数=2+4×=4，则Ti、O原子个数之比=2：4=1：2，则化学式为TiO2；故答案为：TiO2；

（5）由Na、Cl两元素形成的化合物为NaCl，以中间的黑色球为Na+离子研究，与之最近的Na+离子处于晶胞的棱上，共有12个．晶胞中Na+离子数目=1+12×=4，Cl-离子数目=8×+6×=4，故晶胞质量=g，晶胞体积=（5.6×10-8cm）3，则该晶体的密度为g÷（5.6×10-8cm）3=2.2 g•cm-3，故答案为：2.2。

【考点定位】考查晶胞的计算；位置结构性质的相互关系应用

【名师点晴】本题涉及晶胞计算、杂化轨道、电离能、核外电子排布、晶体性质等，推断元素是解题关键，注意利用均摊法进行晶胞计算。解答本题的难点是看懂晶胞的剖面图，这也是本题的易错点。通过观察晶胞结构图，该晶胞属于立方晶胞，计算时按照每个顶点的原子占1/8份额；每条棱的原子占1/4份额；每个面的原子占1/2份额；内部原子算1。