Question

[化學--選修3：物質結構與性質]
有A、B、C、D、E五種短周期主族元素，它們的原子序數依次增大，A，E同主族，且A元素的質子數是E元素的一半．最外層電子數D元素原子是A元素原子的一半，核外電子數C元素原子比E元素原子少5個．
（1）基態D元素原子的電子排布式為

 

．A與B相比，電負性較大的是

 

（用相應的元素符號表示．下同）．EA₃分子的立體構型為

 

，在該分子中，中心原子E采用的雜化軌道類型是

 

．
（2）A的氫化物沸點高于E的氫化物的沸點，原因是

 

．
（3）B和C所形成化俁物中存在的化學鍵是

 

，其晶體穩定性高于NaCl晶體，原因是

 

．
（4）B與Ca形成的晶體的晶胞如右圖所示，其中Ca²⁺的配位數是

 

，該化合物的化學式是

 

．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E五種短周期主族元素，它們的原子序數依次增大，A，E同主族，且A元素的質子數是E元素的一半，則A為O元素、E為S元素；最外層電子數D元素原子是A元素原子的一半，則D原子最外層電子數為3，結合原子序數可知，D為Al；核外電子數C元素原子比E元素原子少5個，則C原子核外電子數=16-5=11，故C為Na，B的原子序數介于O、Na之間，故B為F元素，據此解答．

解答：解：A、B、C、D、E五種短周期主族元素，它們的原子序數依次增大，A，E同主族，且A元素的質子數是E元素的一半，則A為O元素、E為S元素；最外層電子數D元素原子是A元素原子的一半，則D原子最外層電子數為3，結合原子序數可知，D為Al；核外電子數C元素原子比E元素原子少5個，則C原子核外電子數=16-5=11，故C為Na，B的原子序數介于O、Na之間，故B為F元素，
（1）基態Al元素原子的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；同周期自左而右電負性增大，故電負性F＞O；SO₃分子中S原子價層電子對數=3+

6-2×3

2

=3，S原子不含孤對電子，其立體構型為平面三角形，在該分子中，中心原子S采用sp²雜化，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；F；平面三角形；sp²；
（2）A、E的氫化物分別為H₂O、H₂S，H₂O分子之間存在氫鍵，而H₂S分子之間為范德華力，氫鍵比范德華力作用更強，故H₂O的沸點較高，
故答案為：H₂O分子之間存在氫鍵；
（3）B和C所形成化合物為NaF，屬于離子化合物，存在的化學鍵是離子鍵，由于離子半徑F^-＜Cl^-，故NaF晶體的晶格能大于NaCl的晶格能，NaF晶體穩定性高于NaCl晶體，
故答案為：離子鍵；NaF晶體的晶格能大于NaCl的晶格能；
（4）由晶體晶胞結構可知，晶胞中F^-離子數目=8，Ca²⁺離子數目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，該化合物的化學式是CaF₂；
每個F^-離子周圍有4個Ca²⁺離子，故每個Ca²⁺離子周圍有8個F^-離子，即Ca²⁺離子配位數是8，
故答案為：8；CaF₂．

點評：本題考查物質結構與性質，涉及核外電子排布、分子結構、雜化軌道、晶體類型與性質、晶胞結構及計算等，側重主干知識的考查，（4）中注意利用化學式確定鈣離子配位數，也可以利用補全晶胞進行解答，需要學生有一定的空間想象力，難度中等．