Question

【題目】【化學(xué)——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30）。A的基態(tài)原子2p能級有3個電子；C的基態(tài)原子2p能級有1個電子；E原子最外層有1個單電子，其次外層有3個能級且均排滿電子；D與E同周期，價電子數(shù)為2。則：

（1）寫出基態(tài)E原子的價電子排布式________。基態(tài)A原子的第I電離能比B的大，其原因是____。

（2）B元素的氫化物的沸點(diǎn)是同族元素氫化物中最高的，原因是_________。

（3）A的最簡單氫化物分子的空間構(gòu)型為___________，其中A原子的雜化類型是_________。

（4）向E的硫酸鹽溶液中通入A的氣態(tài)氫化物至過量，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，隨后沉淀溶解得到深藍(lán)色溶液，向溶液中加入適量乙醇，析出藍(lán)色晶體。

①該藍(lán)色晶體的化學(xué)式為_________，加入乙醇的目的是____________。

②寫出該配合物中配離子的結(jié)構(gòu)簡式___________。

（5）C和D形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則D的配位數(shù)是_______，已知晶體的密度為ρg·cm－3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，求晶胞邊長a=________cm（含用ρ、NA的計(jì)算式表示）。

Answer 1

【答案】3d104s1基態(tài)氮原子的2p能級處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)水分子間存在氫鍵，氫鍵比范德華力更強(qiáng)三角錐型sp3[Cu(NH3)4]SO4·H2O降低硫酸四氨合銅晶體的溶解度8

【解析】A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素(原子序數(shù)均小于30)，A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子，原子核外電子排布為1s22s22p3，則A是N元素；C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子，且C的原子序數(shù)大于A，其原子核外電子排布為1s22s22p5，所以C是F元素，結(jié)合原子序數(shù)可推知B是O元素；E原子核外有成單電子，其次外層有3個能級且均排滿電子，且原子序數(shù)小于30，則E處于第四周期，其基態(tài)原子的價電子排布式3d104s1，則E是Cu元素；D與E同周期，價電子數(shù)為2，則D是Ca元素；

(1)Cu的核電荷數(shù)為29，基態(tài)Cu原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，則價電子排布式為3d104s1。基態(tài)N原子的核外電子排布為1s22s22p3，p軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，較穩(wěn)定，故其第I電離能比O的大；

(2)水分子間能存在氫鍵，氫鍵比范德華力更強(qiáng)，H2O的沸點(diǎn)是同族元素中最高的；

(3)NH3分子的空間構(gòu)型為三角錐型，氨氣分子中氮原子價層電子對個數(shù)=3+(5-3×1)=4，所以N原子采用sp3雜化；

(4)向CuSO4的水溶液中逐滴加入氨水，離子方程式為：Cu2++2NH3H2O=Cu(OH)2↓+2H2O，至過量，觀察到溶液由天藍(lán)色最終變?yōu)樯钏{(lán)色，生成[Cu(NH3)4]2+，反應(yīng)的離子方程式為：Cu(OH)2+4NH3H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O；

①該藍(lán)色晶體的化學(xué)式為[Cu(NH3)4]SO4·H2O，加入乙醇的目的是向深藍(lán)色透明溶液加入乙醇，由于[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以會析出深藍(lán)色的晶體：Cu(NH3)4SO4H2O，則加入乙醇的作用是降低了[Cu(NH3)4]SO4H2O的溶解度；

②[Cu(NH3)4]2+的結(jié)構(gòu)式為；

(5)晶胞中頂點(diǎn)Ca最靠近的F共有8個，則Ca的配位數(shù)是8；白色球?yàn)镕、黑色球?yàn)镃a，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中白色球數(shù)目=8、黑色球數(shù)目=8×+6×=4，則晶胞質(zhì)量=4×g=g，晶胞的體積=g÷ρ gcm-3=cm3，故晶胞邊長a=cm。