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周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：

(1)b、c、d中第一电离能最大的是__(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为__ 。

(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为___；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是___(填化学式，写两种)。

(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是__；酸根呈三角锥结构的酸是___。(填化学式)

(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图，则e离子的电荷为__。

(5)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图所示)。该化合物中阴离子为__，阳离子中存在的化学键类型有__；该化合物加热时首先失去的组分是__，判断理由是___。

(6)用晶体的X—射线衍射法对e的测定得到以下结果：e的晶胞为面心立方最密堆积(如下图)，已知该晶体的密度为9.00g·cm^-3，晶胞中该原子的配位数为________；e的原子半径为________cm(阿伏加德罗常数为N_A，要求列式,下同)。晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为__________。

Answer

N sp3 H2O2、N2H4 HNO2、HNO3 H2SO3 +1 共价键和配位键 H2O H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱 12

【解析】

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周期数相同，则a为H元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，最外层电子数不超过8个，则c是O元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于c，则b是N元素；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则e原子核外电子数为2＋8＋18＋1＝29，为Cu元素；d与c同族，且原子序数小于e，所以d为S元素，据此分析解答。

(1)同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，同一主族元素中，元素第一电离能随着原子序数增大而减小，所以b、c、d元素第一电离能最大的是N元素；e的价层电子为3d、4s电子，其价层电子排布图为，

故答案为：N；；

(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为NH3，该分子的中心原子含有3个共价单键和一个孤电子对，所以N原子的杂化方式为sp3；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物有H2O2和N2H4，

故答案为：sp3；H2O2和N2H4；

(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3，故答案为：HNO2、HNO3；H2SO3；

(4)该晶胞中c离子个数＝1＋8×＝2，e离子个数4，该晶胞中氧离子和铜离子个数之比＝2：4＝1：2，所以e和c形成的一种离子化合物化学式为Cu2O，则e离子的电荷为＋1，故答案为：＋1；

(5)这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对，为；阳离子呈轴向狭长的八面体结构，根据图知在八面体上下顶点上分子含有两个共价键且含有两个孤电子对，为水分子，有两个，正方形平面上四个顶点上分子含有3个共价键且含有一个孤电子对，所以为氨气分子，有4个，所以阳离子中含有配位键和共价键；H2O和Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱，所以该化合物加热时首先失去的组分是H2O，

故答案为：；共价键和配位键；H2O；H2O和Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱；

(6)Cu的晶胞为面心立方最密堆积，以顶点Cu原子研究，与之最近的Cu原子位于面心上，每个顶点Cu原子为12个面共用，所以Cu的配位数为12，根据晶胞的结构图可知，晶胞中含有铜原子数为8×＋6×＝4，设晶胞的边长为a cm，则a3•ρ•NA＝4×64，所以a＝，由于面对角线为a，面对角线的为Cu原子半径，所以Cu原子半径为×cm，晶胞中4个铜原子所占体积为=，晶胞体积为a3=，则原子体积占晶胞体积的百分率=，

故答案为：12；×；