Question

已知：A、B、C、D四种元素，原子序数依次增大。A是短周期中原子半径最大的元素，B元素3p能级半充满；C是所在周期电负性最大的元素；D是第四周期未成对电子最多的元素。试回答下列有关的问题：

（1）写出D元素价电子的电子排布式：______________。

（2）D可形成化合物[D(H₂O)₆](NO₃)₃ 。

①[D(H₂O)₆](NO₃)₃中阴离子的立体构型是_____________。NO₃^－中心原子的轨道杂化类型为__________。

②在[D(H₂O)₆] ³⁺中D³⁺与H₂O之间形成的化学键称为______，1 mol [D(H₂O)₆] ³⁺ 中含有的σ键有________mol。

（3）已知B、C两种元素形成的化合物通常有两种。这两种化合物中________（填化学式）为非极性分子。另一种物质的电子式为_____________。

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

晶胞中距离一个A^＋最近的C^－有________个，这些C^－围成的图形是______________，若晶体密度为ρ g·cm^－3，阿伏加德罗常数的值用N_A表示，则A^＋的离子半径为________cm（用含N_A与ρ的式子表达）。

Answer

3d54s1平面三角形sp2杂化配位键18PCl56正八面体

【解析】A、B、C、D四种元素，原子序数依次增大。A是短周期中原子半径最大的元素，A为Na元素；B元素3p能级半充满，B为P元素。D是第四周期未成对电子最多的元素，D为Cr元素；C是所在周期电负性最大的元素，C为第ⅦA族元素，C为Cl元素。

(1)D为Cr元素，D元素价电子的电子排布式为3d54s1，故答案为：3d54s1；

(2)①[D(H2O)6](NO3)3中NO3- NO3-中价层电子对个数=3+(5+1-3×2)=3，且不含孤电子对，所以该分子为平面三角形，中心原子采用sp2杂化，故答案为：平面三角形；sp2杂化；

②在[Cr (H2O)6] 3+配合离子中Cr3+与H2O之间形成的化学键为配位键；水分子中含有σ键2×6=12，配位键也是σ键，1 mol [D(H2O)6] 3+ 中含有的σ键有12+6=18mol，故答案为：18；

(3)已知B、C两种元素形成的化合物为PCl3和PCl5，PCl3为三角锥形结构，属于极性分子，PCl5为三角双锥结构，属于非极性分子，其中PCl3的电子式为，故答案为：PCl5； ；

(4)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，与之最近的氯离子有6个，这些氯离子围成的图形是正八面体；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=[g÷ρ]cm3=cm3，令Na+离子半径为r，则棱长为×4r=2r，故(2r)3=cm3，解得r=×cm，故答案为：6；×。

点睛：本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、杂化轨道、分子结构、电离能、晶胞结构与计算等，推断元素是解题关键，(4)为易错点，需要学生具有较好的空间想象力与数学计算能力，注意利用均摊法进行晶胞计算。