Question

【題目】A、B、C、D、E、F、G是原子序數依次增大的前四周期元素，A的某種原子無中子，B的最外層有3個成單電子，C與A可形成1:1和1:2的化合物且常溫下呈液體，D的原子半徑是短周期中最大的，F的最高價氧化物對應水化物是最強的含氧酸，C和E形成的氧化物有兩性，G的最高能層符號為N, 且其內層的d軌道電子數與最外層電子數相等。

（1）G原子的價電子排布式為_____________。

（2）BA3的VSEPR模型為_____________。

（3）離子半徑C2-＞D+，原因是_____________。

（4）E與F形成的化合物EF3 在178℃時升華，其蒸氣的相對分子質量約為267，蒸氣分子的結構式為_____________（標明配位鍵），其中該蒸氣分子中E原子的雜化方式為_________。

（5）A、B、C三種元素可形成鹽，則在形成的鹽中存在的作用力有_____________。

（6）圖甲是G單質的堆積方式，該堆積方式為__________堆積；GC2·H2O可通過CF4水解來制備，則該制備過程的化學方程式為_____________。

（7）A、D、E可形成化合物DEA4 ,在DEA4晶體中，與D＋緊鄰且等距的EA4-有_____個；DEA4晶體的密度為_____________g/cm3（用含a的代數式表示）。若DEA4晶胞上下底心處的D+被Li+取代，得到的晶體為__________（填化學式）。

Answer 1

【答案】 3d24s2 四面體形 O2和Na+的離子核外電子層結構完全相同，但Na+的質子數更多，對外層電子的吸引能力比O2更強，所以Na+半徑更小 sp3雜化 共價鍵、離子鍵、配位鍵 ABABAB（或六方最密） TiCl4+3H2O=TiO2·H2O+4HCl 8 Na3Li(AlH4)4

【解析】A、B、C、D、E、F、G是原子序數依次增大的前四周期元素，A的某種原子無中子，A是H；B的最外層有3個成單電子，N是N；C與A可形成1:1和1:2的化合物且常溫下呈液體，C是O；D的原子半徑是短周期中最大的，D是Na；F的最高價氧化物對應水化物是最強的含氧酸，F是Cl；C和E形成的氧化物有兩性，E是Al；G的最高能層符號為N，且其內層的d軌道電子數與最外層電子數相等，即原子序數是22，是Ti，則

（1）Ti原子的價電子排布式為3d24s2。（2）NH3分子中N原子價層電子對數是3＋(5－3×1)/2=4，因此VSEPR模型為四面體形。（3）由于O2和Na+的離子核外電子層結構完全相同，但Na+的質子數更多，對外層電子的吸引能力比O2更強，所以Na+半徑更小；（4）E與F形成的化合物EF3 在178℃時升華，其蒸氣的相對分子質量約為267，這說明是氯化鋁的二聚體，其中氯原子是配體，因此蒸氣分子的結構式為，其中該蒸氣分子中Al原子的價層電子對數是4，其雜化方式為sp3雜化。（5）A、B、C三種元素可形成鹽，該鹽是銨鹽，其鹽中存在的作用力有共價鍵、離子鍵、配位鍵。（6）根據Ti單質的堆積方式可知該堆積方式為ABABAB（或六方最密）堆積；TiO2·H2O可通過TiCl4水解來制備，則根據原子守恒可知該制備過程的化學方程式為TiCl4+3H2O=TiO2·H2O+4HCl。（7）根據均攤法可知，晶胞中AlH4-數目為1+8×1/8+4×1/2=4，Na+數目為6×1/2+4×1/4=4，則二者配位數為1：1，以體心的AlH4-研究，與之緊鄰且等距的Na+位于晶胞棱之間、晶胞中上面立方體左右側面面心、晶胞中下面立方體前后面的面心，與AlH4-緊鄰且等距的Na+有8個，則與Na+緊鄰且等距的AlH4-有8個；晶胞質量為4×54/NAg，晶胞密度為4×54/NAg÷[（a×10-7 cm）2×2a×10-7 cm]=108×1021/NAa3gcm-3；若NaAlH4晶胞底心處的Na+被Li+取代，可知晶胞中Li+為1，Na+數目為3，而晶胞中AlH4-數目不變，可得化學式Na3Li(AlH4)4。