【题目】已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E<F。其中A原于核外有三个未成对电子;化合物B2E为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的晶体类型在同周期的单质中没有相同的;F原子最外层电子数与B的相同,其余各层均充满电子。请根据以上信息,回答下列问题(答题时,A、B、C、D、E、F用所对应的元素符号表示):
(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为_______________________________。
(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点________(填“高”或“低”),理由是___________。
(3)A的氢化物分子中的中心原子采取________杂化,E的低价氧化物分子的立体构型是______。
(4)F的核外电子排布式是______________,F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为________。
(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示(其中A显-3价),则其化学式为________(每个球均表示1个原子)。
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(6)A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,则其化学式为________,其晶体中所含的化学键类型为________。
【答案】 Na<Al<Si<N 高 NaCl为离子晶体,而SiCl4为分子晶体 sp3 V形 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) [Cu(NH3)4]2+ Cu3N AlN 共价键
【解析】已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E<F。E原子核外的M层中只有两对成对电子,则E是硫,化合物B2E为离子晶体,所以B是Na;其中A原于核外有三个未成对电子,为第二周期VA族的氮元素;铝是地壳中含量最多的金属元素,则C为Al;在第三周期单质形成的晶体中硅的晶体类型与其他的均不相同,则D为Si;F原子的最外层电子数也是一个,则为第四周期IA族或IB族元素,但是因内层均已充满电子,故为铜。
(1)非金属性越强,第一电离能越大,因此A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为Na<Al<Si<N;(2)由于NaCl为离子晶体,而SiCl4为分子晶体,所以B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点高。(3)A的氢化物分子是氨气,中心原子采取sp3杂化,E的低价氧化物分子是SO2,S原子的价层电子对数是4,含有2对孤对电子,其立体构型是V形。(4)铜的原子序数是29,核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1),铜的高价离子与N的简单氢化物氨气形成的配离子的化学式为[Cu(NH3)4]2+。(5)氮原子半径小于铜原子半径,白球是N,个数是8×1/8=1,黑球是铜,个数是12×1/4=3,因此化学式为Cu3N。(6)N、Al形成的化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,因此属于原子晶体,根据化合价可知其化学式为AlN,其晶体中所含的化学键类型为共价键。