Question

、、、、五种元素的原子序数依次递增。已知：①位于周期表中第四周期族，其余的均为短周期主族元素：②的氧化物是光导纤维的主要成分；③原子核外层电子数为奇数；④是形成化合物种类最多的元素；⑤原子轨道的电子数为4。请回答下列问题：

(1)写出一种元素形成氢化物的化学式_____________。

(2)在1个由与形成的晶胞中(结构如图所示)所包含的原子数目为____________个。

(3)在[F(NH₃)₄]²⁺离子中，的空轨道接受的氮原子提供的__________形成配位键。

(4)常温下、和氢元素按原子数目1:1:2形成的气态常见物质是__________(写名称)，物质分子中原子轨道的杂化类型为__________，分子中键的数目为__________。

(5)、、三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为__________(写元素符号)。

Answer

CH4 4 孤电子对 甲醛 sp2杂化 3 Si＜C＜N

【解析】

、、、、五种元素的原子序数依次递增。根据①F位于周期表中第四周期族可判断其为Cu；根据②E的氧化物是光导纤维的主要成分可判断E为Si；根据④X是形成化合物种类最多的元素可判断X为C；根据③Y原子核外L层电子数为奇数且原子序数比X的大可判断其属于第二周期的元素，可能为N或F；根据⑤Z的原子P轨道的电子数为4推测出Z可能为O或S，但E的原子序数大于Z，E为Si，所以Z只能为O，处于C和O之间的Y只能为N，所以、、、、分别为C、N、O、Si、Cu，据此解题。

(1)X为C，元素形成的氢化物有很多，有烷烃、烯烃、炔烃等，其中的一种的化学式为CH4；

(2)为Cu2O，根据化学式中原子个数比Cu:O=2:1，然后算出图中该晶胞的黑球个数为：1×4=4，白球个数为：8×1/8+1=2，所以黑球代表的是Cu原子，白球代表的是O原子，所以该晶胞中所包含的Cu原子数目为4个；

(3)在[Cu(NH3)4]2+离子中，的空轨道接受的氮原子提供的孤电子对形成配位键；

(4)常温下C、O和氢元素按原子数目1:1:2形成的气态常见物质是甲醛，甲醛分子中C原子可以形成四个化学键，因为碳的价电子数是4，其中，有两个单电子一起与氧的两个电子形成C=O，C剩余的两个单电子各与两个H形成两个C-H键，双键中含有一条σ键和一条π键，两条C-H单键都是σ键，所以σ键数=2+1=3，杂化轨道数=σ键数+孤对电子数(C无孤对电子，所以孤对电子数为0)，所以杂化轨道数=3，为sp2杂化，1mol HCHO分子中σ键的数目为3；

(5)、、三种元素分别为C、N、Si，根据每周期第一种元素电离能最小，最后一种元素的电离能最大，呈逐渐增大的趋势；同族元素从上到下第一电离能变小来进行判断，C、N、Si的第一电离能数值由小到大的顺序为：Si＜C＜N。