Question

A、B、C、D是原子序数依次递增的前四周期元素，A元素的正化合价与负化合价的代数和为零；B元素原子的价电子结构为nsⁿnpⁿ；C元素基态原子s能级的电子总数比p能级的电子总数多1；D元素原子的M能层全满，最外层只有一个电子。请回答:

（1）A 元素的单质为A₂，不能形成A₃或A₄，这体现了共价键的___性；B元素单质的一种空间网状结构的晶体熔点>3550℃，该单质的晶体类型属于________；基态D原子共有___种不同运动状态的电子。

（2）A与C形成的最简单分子的中心原子杂化方式是___________，该分子与D²⁺、H₂O以2:1:2的配比结合形成的配离子是_________(填化学式)，此配离子中的两种配体的不同之处为_____(填标号)。

①中心原子的价层电子对数  ②中心原子的孤电子对的对数  ③中心原子的化学键类型    ④VSEPR模型

（3）1molBC^—中含有的π键数目为______；写出与BC^-互为等电子体的分子和离子各一种______、______。

（4）D²⁺的硫酸盐晶体的熔点比D²⁺的硝酸盐晶体的熔点高，其原 因是______。

（5）D₃C 具有良好的电学和光学性能，其晶体的晶胞结构如图所示，D⁺和C^3—半径分别为apm、bpm，D⁺和C^3—都是紧密接触的刚性小球，则C^3—的配位数为_____，晶体的密度为____g·cm^-3。

Answer

饱和 原子晶体或共价晶体 29 sp3 [Cu(H2O)2(NH3)2]2+ ② 2NA CO或N2 C22- 硫酸铜的晶格能比硝酸制的晶格能高 6 (103×1030)/(4NA (a+b)3)或(206×1030)/(8NA (a+b)3)

【解析】试题分析： B元素原子的价电子结构为nsnnpn，n=2，B是C元素；A的原子序数小于B，A元素的正化合价与负化合价的代数和为零，A是H元素；C元素基态原子s能级的电子总数比p能级的电子总数多1，C是N元素；D元素原子的M能层全满，最外层只有一个电子，D是Cu元素。

解析：(1)H元素的单质为H2，不能形成H3或H4，这体现了共价键的饱和性；原子晶体熔点高，C元素单质的一种空间网状结构的晶体熔点>3550℃，该单质的晶体类型属于原子晶体；原子核外有几个电子就有几种运动状态，基态铜原子核外有29个电子，所以有29种不同运动状态的电子。 (2)H与N形成的最简单分子是NH3，N原子的价电子对数是 ，所以N原子杂化方式是sp3，NH3与Cu2+、H2O以2:1:2的配比结合形成的配离子是[Cu(H2O)2(NH3)2]2+，[Cu(H2O)2(NH3)2]2+中NH3分子、H2O分子中心原子的价层电子对数都是4，故①相同； NH3分子中心原子的孤电子对的对数是1，H2O分子中心原子的孤电子对的对数是2，故②不同；NH3分子、H2O分子的中心原子的化学键都是共价键，故③相同； ④VSEPR模型都有4个电子对，故④相同； (3) CN-中含有碳氮三键，1molBC-中含有的π键数目为2NA；等电子体是原子数、价电子数相同的分子或离子， 与CN-互为等电子体的分子和离子有CO、 C22-。 (4)离子晶体的熔点与晶格能有关，晶格能越大熔点越高，硫酸铜的晶格能比硝酸铜的晶格能高，硫酸铜的熔点比硝酸铜晶体的熔点高。 (5)根据晶胞图，离N3-最近的Cu+有6个，所以N3-的配位数为6；根据均摊原则，每个晶胞含有Cu+数 ，每个晶胞含有N3-数 ，所以晶胞的摩尔质量是206g/mol，晶胞的体积是 ,晶体的密度为(206×1030)/(8NA (a+b)3)g·cm-3。