Question

[化学——选修3：物质结构与性质]

原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同；D为它所在周期中原子半径最大的主族元素；E和C位于同一主族，F的原子序数为29。

（1）F基态原子的核外电子排布式为______________________。

（2）在A、B、C三种元素中，第一电离能由小到大的顺序是___________（用元素符号回答）。

（3）元素B的简单气态氢化物的沸点___________（填“高于”或“低于”）元素A的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是______________________。

（4）由A、B、C形成的离子CAB⁻与AC₂互为等电子体，则CAB⁻的结构式为___________。

（5）在元素A与E所形成的常见化合物中，A原子轨道的杂化类型为___________。

（6）由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为___________。

（7）FC在加热条件下容易转化为F₂C，从原子结构的角度解释原因______________________。

Answer

1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1C<O<N高于NH3分子之间存在氢键，而CH4分子间的作用是范德华力，氢键比范德华力更强[N=C=O]−spNaNO2Cu+外围电子3d10轨道全充满稳定，Cu2+外围电子3d9轨道电子非全充满状态不稳定

【解析】A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等，因此A的核外电子排布式为1s22s22p2，即A为C，C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同，则C为O，则B为N，E和C位于同一主族，则E为S，D为所在周期中原子半径最大的主族元素，即D为Na，F的原子序数为29，则F为Cu，（1）F为ds区，因此核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；（2）同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA、VA>VIA，第一电离能大小顺序是N>O>C；（3）B的氢化物是NH3，A的简单氢化物是CH4，NH3分子之间存在氢键，而CH4分子间的作用是范德华力，氢键比范德华力更强；（4）CAB－的化学式为OCN－，AC2的化学式为CO2，两者为等电子体，它们的结构相似，因此OCN－的结构式为：[N=C=O]− ；（5）形成的化合物是CS2，结构式为S=C=S，杂化轨道数等于价层电子对数，即C的杂化类型为sp；（6）根据半径大小，打黑球是Na，大黑球位于晶胞的棱上，因此真正属于晶胞的个数为8×1/4=2，大白球为N，小白球为O，两者形成离子是NO2－，其位于顶点和体心，真正的个数为8×1/8=1=2，因此化学式为NaNO2；（7）FC为CuO，F2C为Cu2O，Cu的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1，Cu2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，Cu＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，根据洪特规则，处于半满、全满、全空，相对稳定，原因是Cu+外围电子3d10轨道全充满稳定，Cu2+外围电子3d9轨道电子非全充满状态不稳定。