Question

原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题：

（1）这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为_____________。

（2）C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺序是_______（填化学式），呈现如此递变规律的原因是_______________。

（3）B元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为__________,另一种的晶胞如图二所示，该晶胞的空间利用率为__________，若此晶胞中的棱长为356.6 pm，则此晶胞的密度为________ （保留两位有效数字）。（）。

（4）D元素形成的单质，其晶体内含有的微粒间作用力是_________，D的醋酸盐晶体局部结构如图三，请用箭头标出图中的配位键。_____

Answer

HF>HI>HBr>HCl HF分子之间形成氢键，使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子量越大，范德华力越大 sp2 34% 3.5 金属键

【解析】原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，则A为氢元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，即核外有6个电子，则B为碳元素；D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D原子外围电子排布为3d104s1，则D为铜元素；结合原子序数可知，C只能处于第三周期，B与C可形成正四面体型分子，则C为氯元素。

(1)四种元素中电负性最大的是Cl，其基态原子的价电子排布为3s23p5，其基态原子的价电子排布图为，故答案为：；

(2)HF分子之间形成氢键，使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，即沸点由高到低的顺序是HF＞HI＞HBr＞HCl，故答案为：HF＞HI＞HBr＞HCl；HF分子之间形成氢键，使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高；

(3)图一为平面结构，在其层状结构中碳碳键键角为120°，每个碳原子都结合着3个碳原子，碳原子采取sp2杂化；

一个晶胞中含碳原子数为8×+6×+4=8，令碳原子直径为a，晶胞中C原子总体积=8×π()3，碳原子与周围的4个原子形成正四面体结构，中心碳原子与正四面体顶点原子相邻，中心碳原子到底面距离为，则正四面体的高为(a+)=，设正四面体的棱长为x，则斜面的高为x，底面中心到边的距离为x×，再根据勾股定理：()2+(x×)2=(x)2，整理得x=a，故晶胞棱长=a×=a，则晶胞体积为()3，晶胞空间利用率={[8×π()3]÷()3}×100%≈34%，晶胞质量为g，若此晶胞中的棱长为356.6pm，则晶胞体积为(356.6×10-10cm)3，则此晶胞的密度为g÷(356.6×10-10cm)3=3.5g．cm-3，故答案为：sp2；34%；3.5；

(4)晶体Cu属于金属晶体，其晶体内含有的微粒间作用力是金属键，结合图三醋酸铜晶体的局部结构可确定其晶体中含有极性键、非极性键和配位键，其中配位键如图，故答案为：金属键，。

点睛：本题是对物质结构的考查，题目综合性较大，涉及元素推断、核外电子排布、晶体结构与化学键、杂化轨道、配合物、晶胞计算等，是对学生综合能力的考查，(3)中计算为易错点、难点，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力。