2.(15分)A、B、C、D为前四周期元素且原子序数依次增大。BA3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A、B、C原子的核外电子数之和等于25,DC晶体中D+的3d能级上电子全充满。
请回答下列问题:
(1)D的基态原子的核外电子排布式为_________________________。
(2)在BA3、AC中,沸点较高的是________(填化学式),原因是_________________。DA的晶体类型是________。
(3)BA4C晶体中B原子价层电子对数为________,该晶体中不含有________(填选项字母)。
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键 e.σ键 f.π键
(4)BC3的空间构型为________,中心原子的杂化轨道类型为________。
(5)B、D形成晶体的晶胞结构如图所示(灰球表示D原子)。已知紧邻的白球与灰球之间的距离为a cm。
①该晶体的化学式为________。
②B元素原子的配位数为________。
③该晶体的密度为________g·cm-3。(NA代表阿伏加德罗常数的值)
解析:BA3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明B为N,A为H;C原子的核外电子数为25-1-7=17,故C为Cl;又因为DC晶体中D+的3d能级电子全充满,说明D的原子序数为29,故D为Cu。(2)NH3分子间存在氢键,故NH3的沸点高于HCl。氢化铜晶体属于离子晶体。(3)NH4Cl晶体中氮原子的价层电子对数为4。NH4Cl晶体中存在离子键、极性共价键、配位键以及σ键,不含非极性共价键和π键。(4)NCl3的中心原子是N,其中N的价层电子对数为4,成键电子对数为3,孤电子对数为1,故NCl3的空间构型为三角锥形,中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化。(5)①观察晶胞图示知,12个铜原子位于棱上,8个氮原子位于顶点,1个晶胞中含氮原子个数为8×=1,含铜原子个数为12×=3,故氮化铜的化学式为Cu3N。②顶点上1个氮原子周围紧邻的铜原子有3个,设想由8个立方体构成大立方体,可知氮原子上下、前后、左右共有6个铜原子紧邻,即氮原子的配位数为6。③ρ= g·cm-3= g·cm-3。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)