Question

已知 A、B、C、D 均为前四周期元素且原子序数依次增大，元素A的基态原子2p轨道有3个未成对电子，元素B的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，元素C的一种常见单质为淡黄色粉末，D的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为l。

(1)在第2周期中，第一电离能大于B的元素有_______种。

(2)A的最简单气态氢化物分子的空间构型为___；H₂B在乙醇中的溶解度大于H₂C， 其原因是___。

(3)中，A原子轨道的杂化类型是_____________，与 互为等电子体微粒的化学式为________________(写出一种即可)。

(4)D(OH)₂难溶于水，易溶于氨水，写出其溶于氨水的离子方程式________________。

(5) D₂B的晶胞如图所示，已知晶体的密度为g‧cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，则晶胞边长为_______________cm(用含 、N_A 的式子表示)。

Answer

3 三角锥形 水分子与乙醇分子之间形成氢键 sp2 SO3或(答案符合即可) Cu(OH)2+4NH3∙H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH−+4H2O

【解析】

A、B、C、D均为前四周期元素且原子序数依次增大，元素A的基态原子2p轨道有3个未成对电子，核外电子排布为1s22s22p3，则A为N元素；元素C的一种常见单质为淡黄色粉末，则C为S元素；元素B的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则B为O元素；D的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为l，原子序数大于S，只能处于第四周期，核外电子数=2+8+18+1=29，则D为Cu元素，据此解答。

(1)同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，但氮元素原子2p轨道容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于O元素，则第二周期中N、F、Ne共3种元素的第一电离能都高于O元素；

(2)A为N元素，B为O元素，C为S元素，A的最简单气态氢化物为NH3，中心氮原子的价层电子对数=3+=4，氮原子采取sp3杂化，分子的空间构型为三角锥形；水分子与乙醇分子之间形成氢键，故H2O在乙醇中的溶解度大于H2S；

(3)A为N元素，B为O元素，为，中心原子N的价层电子对数=3+=3，N原子轨道的杂化类型是sp2杂化，由4个原子构成，价层电子总数为24，与其互为等电子体微粒的化学式为SO3、等；

(4)D为Cu元素，Cu(OH)2难溶于水，易溶于氨水，其溶于氨水的离子方程式Cu(OH)2+4NH3∙H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH−+4H2O；

(5)B为O元素，D为Cu元素，D2B为Cu2O，晶胞如图所示，晶胞中黑色球数目=4、白色球数目=1+8×=2，故黑色球为Cu、白色球为O，晶胞质量=2×g，晶体的密度为ρg⋅cm−3，则晶胞体积=cm3，则晶胞边长=cm。