Question

周期表前四周期的元素 A、B、C、D、E，原子序数依次增大。A的核外电子总数与其期序数相同，B和D位于同一周期且未成对电子数等于其周期序数，E为第四周期元素，最外层只有一个电子，次外层的所有轨道均充满电子。

(1)B、C、D三种元素第一电离能由大到小的顺序为___(填元素符号)，E基态原子价层电子排布图为_____。

(2)写出由以上元素组成的BD₂的等电子体的分子 _________。    

(3)已知D可形成D₃⁺离子，该离子中心原子杂化方式为___，立体构型为__。

(4)温度接近沸点时，D的简单氢化物的实测分子量明显高于用原子量和化学式计算出来的分子量，原因是 _______。    

(5)无色的[E(CA₃)₂]⁺在空气中不稳定、立即被氧化成深蓝色的[E (CA₃)₄]²⁺，利用这个性质可除去气体中的氧气，该反应的离子方程为________。

(6)已知E和D形成的一种晶体胞结构如图所示，已知晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数为N_A，则该晶体的密度为_________ g/cm³(列出计算表达式即可)。

Answer

N＞O＞C N2O sp2 V形 水蒸气中大部分的水分子因为氢键而相互缔合，形成缔合分子 4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3•H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O

【解析】

A的核外电子总数与其周期数相同，则A是H元素；B和D位于同一周期且未成对电子数等于其周期序数，若两者都为第三周期，未成对电子数为3，符合条件的元素第三周期只有一个，不符合题意，若B、D为第二周期，则核外有2个未成对电子，即2p2和2p4，所以B为C元素，D为O元素，则C为N元素；E为第四周期元素，最外层只有一个电子，次外层的所有轨道均充满电子，则E是Cu元素。

(1)同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，故C、N、O的第一电离能大小关系为：N＞O＞C；Cu为29号原子，核外电子排布式为[Ar]3d104s1，其价电子排布图为；

(2)BD2为CO2，含有3个原子，价电子数为16，等电子体是指原子总数相等，价电子总数相等的微粒，所以由以上元素组成的与CO2互为等电子体的分子为N2O；

(3)D为O元素，所以D3+离子为O3+，中心氧原子的价层电子对数为2+=2.5，按作3计算，所以为sp2杂化，孤电子对数为1，所以立体构型为V形；

(4)温度接近水的沸点的水蒸气中存在大部分的水分子因为氢键而相互缔合，形成缔合分子，导致其测定值偏大；

(5)无色的[Cu(NH3)2]+在空气中不稳定，立即被氧化为深蓝色的[Cu(NH3)4]2+，氧气作氧化剂，该反应应在氨水中进行，结合元素守恒可知该过程中还有氢氧根和水生成，离子方程式为4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3•H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O；

(6))Cu和O形成一种晶体，该晶胞中Cu原子个数=4、O原子个数=8×+6×=4，所以晶胞的质量为g，该晶胞体积V=(a×10-7 cm)3，则该晶体密度。