Question

已知A、B、C、D、E为第二至第四周期的元素，其原子序数依次增大。A原子最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。请回答下列问题：

（1）基态E原子的价电子排布式为____。

（2）A和B中，第一电离能较大的是___（填元素符号）；B的简单氢化物的立体构型是__，中心原子的杂化类型是___。

（3）A₂^2-和B₂²⁺互为等电子体，B₂²⁺的电子式可表示为____，1 mol B₂²⁺中含有的π键数目为____。

（4）用氢键表示式写出C的氢化物水溶液中存在的所有氢键_______________。

（5）化合物DC₂的晶胞结构如图所示，该离子化合物晶体的密度为a g·cm^－3，则晶胞的体积是_____cm³（只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为N_A）。

Answer

3d54s1 O V形 sp3 [:O⋮⋮O:]2＋ 2NA F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O

【解析】

A、B、C、D、E都是前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。A原子最外层电子数是其内层电子总数的2倍，则A原子有2个电子层，最外层电子数为4，故A为碳元素；C在元素周期表的各元素中电负性最大，则C为氟元素；B原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等，且原子序数小于氟元素的原子序数，则B为氧元素；D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，则D为钙元素；E为第四周期元素，且E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的，则E为铬元素。据此解答。

(1)E为Cr，基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1；

(2)A为C，B为O，第一电离能较大的是O；B的简单氢化物为H2O，中心氧原子价层电子对数为，为sp3杂化，有2对孤电子对，空间构型为V形；

(3)C22⁻与O22+互为等电子体，结构相似，O22+带两个正电荷，价电子数为6+6-2=10，电子式可表示为[:O⋮⋮O:]2＋；氧氧三键中有两个π键，1 mol O22+中含有的π键数目为2NA；

(4)HF水溶液中存在的所有氢键为F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O；

(5)由化合物CaF2的晶胞结构可知，晶胞中含有钙原子的数目为8×＋6×＝4，含有氟原子的数目为8，故该晶胞的质量为，该离子化合物晶体的密度为a g·cm－3，则晶胞的体积＝＝cm3。