Question

A、B、C、D是原子序数依次递增的前四周期元素，A元素的正化合价与负化合价的代数和为零；B元素原子的价电子结构为nsⁿnpⁿ；C元素基态原子s能级的电子总数比p能级的电子总数多1；D元素原子的M能层全满，最外层只有一个电子。请回答：

(1)A元素单质的电子式为________；B元素单质的一种空间网状结构的晶体，熔点>3550 ℃，该单质的晶体类型属于________________；基态D原子共有__________种不同运动状态的电子。

(2)A与C形成的最简单分子的中心原子杂化方式是__________，该分子与D^2＋、H₂O以2∶1∶2的配比结合形成的配离子是_______（填化学式），此配离子中的两种配体的不同之处为_____________（填标号）。 

①中心原子的价层电子对数　            ②中心原子的孤电子对的对数　

③中心原子的化学键类型                ④VSEPR模型

(3)1 mol BC^－中含有的π键数目为________；写出与BC^－互为等电子体的分子和离子各一种________、_________（填化学式）。 

(4)D²⁺的硫酸盐晶体的熔点比D²⁺的硝酸盐晶体的熔点高，其原因是___________________________。 

(5)D₃C具有良好的电学和光学性能，其晶体的晶胞结构如图所示，D^＋和C^3－半径分别为a pm、b pm，D^＋和C^3－都是紧密接触的刚性小球，则C^3－的配位数为________，晶体的密度为_____ g·cm^－3。

Answer

H:H 原子晶体或混合晶体 29 sp3 [Cu(H2O)2(NH3)2]2+ ② 2NA CO或N2 C 硫酸铜的晶格能比硝酸铜的晶格能高 6

【解析】

A、B、C、D是原子序数依次递增的前四周期元素，B元素原子的价电子结构为nsnnpn，则B为C，A元素的正化合价与负化合价的代数和为零，则A为H，C元素基态原子s能级的电子总数比p能级的电子总数多1，则C为N，D元素原子的M能层全满，最外层只有一个电子，则D为Cu。

(1)A元素单质为氢气，其电子式为H:H；B元素单质的一种空间网状结构的晶体，熔点＞3550 ℃，该单质可能为金刚石或石墨，其晶体类型属于原子晶体或混合晶体；基态原子有多少个电子就有多少种不同运动状态的电子，因此基态D原子共有29种不同运动状态的电子；故答案为：H:H；原子晶体或混合晶体；29。

(2)A与C形成的最简单分子为氨气，中心原子价层电子对数，杂化方式是sp3，该分子与D2＋、H2O以2∶1∶2的配比结合形成的配离子是[Cu(H2O)2(NH3)2]2+，两种配体中心原子的价层电子对数分别为、；中心原子的孤电子对的对数，氨气有1对，水有2对；中心原子的化学键类型都为极性共价键；VSEPR模型都为四面体形；因此配离子中的两种配体的不同之处为②；故答案为：sp3；[Cu(H2O)2(NH3)2]2+；②。

(3)1 mol BC－即CN－，与氮气互为等电子体，因此1 mol CN－含有的π键数目为2NA；根据C－=N，O=N－，与BC－互为等电子体的分子和离子各一种CO或N2、；故答案为：2NA；CO或N2、。 

(4)D2+的硫酸盐晶体的熔点比D2+的硝酸盐晶体的熔点高，主要是硫酸根比硝酸根带的电荷多，硫酸铜的晶格能比硝酸铜的晶格能高；故答案为：硫酸铜的晶格能比硝酸铜的晶格能高。

(5)D3C具有良好的电学和光学性能，其晶体的晶胞结构如图所示，D＋和C3－半径分别为a pm、b pm，D＋和C3－都是紧密接触的刚性小球，根据结构分析，以顶点的N3−分析，N3−的配位数为6，晶胞中N3−个数为1，Cu＋个数为3，化学式为Cu3N，晶体的密度为；故答案为：6；。