Question

［化学——选修3：物质结构与性质］

已知A、B、C、D四种短周期元素，它们的核电荷数依次增大。A原子，C原子的L能层中，都有两个未成对的电子，C、D同主族。E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满。根据以上信息填空：

（1）基态D原子中，电子占据的最高能层符号       ，该能层具有的原子轨道数为      ；

（2）E^2＋离子的价层电子轨道表示式是      ，F原子的电子排布式是            ；

（3）A元素的最高价氧化物对应的水化物中心原子采取的轨道杂化方式为        ，B元素的气态氢化物的分子模型为            ；

（4）化合物AC₂、B₂C和阴离子DAB^－互为等电子体，它们结构相似，DAB^－的电子式为      ；

（5）配合物甲的焰色反应呈紫色，其内界由中心离子E^3＋与配位体AB^－构成，配位数为6，甲的水溶液可以用于实验室中E^2＋离子的定性检验，检验E^2＋离子的离子方程式为      ；

（6）某种化合物由D，E，F三种元素组成，其晶胞 如图所示，则其化学式为           ，该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度：d=          g/cm³。

Answer

（1）M；9；（2）；1s22s22p63s23p63d104s1；（3）sp2；四面体；（4）（5）3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2↓；（6）CuFeS2；4.32

【解析】

A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大，A原子、C原子的L能层中都有两个未成对的电子，则A原子核外电子排布为1s22s22p2，C原子核外电子排布为1s22s22p4，故A为碳元素、C为氧元素；B原子序数介于C、O之间，则B为氮元素；C、D同主族，则D为S元素；E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，则E为Fe；F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满，F原子核外电子数=2+8+18+1=29，则F为Cu元素，据以上分析回答题中的问题。

(1)基态S原子中电子占据的最高能层为第3能层，符号M，该能层有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道，共有9个原子轨道；

(2)Fe2+离子的价层电子排布3d6，其价层电子排布图是，F为Cu元素，原子核外有29个电子，原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1；

(3)碳元素的最高价氧化物对应的水化物为H2CO3，中心C原子成3个σ键、没有孤电子对，C原子 采取sp2杂化方式；B的气态氢化物为NH3，NH3分子中N原子价层电子对数=3+=4，其VSEPR模型为四面体；

(4)与CO2互为等电子体，可知SCN-电子式与CO2相同，参照CO2的电子式写出电子式为：；

(5)配合物甲的焰色反应呈紫色，为K元素，其内界由中心离子Fe3+与配位体CN-构成，配位数为6，甲为K3[Fe（CN）6]，甲的水溶液可以用于实验室中Fe2+离子的定性检验，检验Fe2+离子的离子方程式为：3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2↓；

(6)晶胞中D（S）原子位于晶胞内部，原子数目为8个，E（Fe）原子6个位于面上、4个位于棱上，E（Fe）原子数目=6×+4×=4，F（Cu）原子位于4个位于面上、1个内部、8个顶点上，原子数目=4×+1+8×=4，晶体中Cu、Fe、S原子数目之比=4：4：8=1：1：2，故该晶体化学式为：CuFeS2；

晶胞质量=g，晶胞体积=（524×10-10 cm）2×103×10-10cm，该晶胞的密度d= =[]÷[（524×10-10 cm）2×1030×10-10 cm]= 4.32g/cm3；

故答案为：CuFeS2；4.32。