Question

元素周期表反映了元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律．請根據(jù)短周期元素在周期表中的位置、結(jié)構(gòu)和相關(guān)性質(zhì)，回答下列問題：
（1）短周期元素中，原子最外層電子數(shù)和電子層數(shù)相等的元素有

 

種．
（2）第二周期元素中，除Be、B、Ne三種元素外，其他元素的氫化物沸點如下表所示，其中E的化學式為

 

；第三周期元素單質(zhì)的熔點（℃）變化如圖a所示，其中h的元素符號為

 

．   
 

氫化物	A	B	C	D	E
沸點/℃	1317	100	19.5	-33	-162

（3）原子半徑最小的元素與第二周期的兩種元素可形成分子甲和離子乙．分子甲和離子乙含有相等的電子數(shù)，且乙的立體結(jié)構(gòu)如圖b所示．請寫出甲、乙反應的離子方程式：

 

．
（4）第二、第三周期的某些元素中能形成具有圖b所示的結(jié)構(gòu)單元的單質(zhì)丙和化合物丁，丙和丁的晶體類型相同，寫出丙與丁在高溫時發(fā)生反應的化學方程式

 

．
（5）元素丙的某種單質(zhì)具有平面層狀結(jié)構(gòu)，同一層中的原子構(gòu)成許許多的正六邊形，單質(zhì)與熔融的鉀相互作用，形成某種青銅色的物質(zhì)（其中的元素鉀用“●”表示），原子分布如圖C所示，該物質(zhì)的化學式為

 

．

Answer 1

分析：（1）短周期元素中，原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相等的元素有H、Be、Al；
（2）氫化物中，離子晶體的沸點較大，分子晶體中氫化物的沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大，但含有氫鍵的氫化物沸點增大；第三周期中Si單質(zhì)為原子晶體，其熔點最高；
（3）原子半徑最小的元素為H，與第二周期的兩種元素可形成分子甲和離子乙，離子乙為正四面體，則乙為NH₄⁺，分子甲和離子乙含有相等的電子數(shù)，都含有10個電子，由問題中NH₄⁺離子和甲分子能反應，則甲是水；
（4）第二、第三周期的某些元素中能形成正四面體結(jié)構(gòu)單元的單質(zhì)丙和化合物丁，丙和丁的晶體類型相同，且二者在高溫下發(fā)生反應，則丙為碳單質(zhì)（金剛石）、丁為二氧化硅；
（5）K原子鑲嵌在正六邊形的中心，該正六邊形周圍有6個未鑲嵌K原子正六邊形結(jié)構(gòu)，即鑲嵌K原子的正六邊形周圍連接6個C原子，該碳原子為3個正六邊形共有，根據(jù)均攤法計算．

解答：解：（1）短周期元素中，原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相等的元素有H、Be、Al，故答案為：3；
（2）離子晶體的氫化物其沸點最大，所以A是離子晶體，第二周期中屬于分子晶體的氫化物有甲烷、氨氣、水和氟化氫，氨氣、水和氟化氫中含有氫鍵，且水是液態(tài)，所以這四種氫化物中水的沸點最大，甲烷的沸點最低，故E為CH₄，
第三周期中Si單質(zhì)為原子晶體，其熔點最高，故h的元素符號為Si，
故答案為：CH₄；Si；
（3）原子半徑最小的元素為H，與第二周期的兩種元素可形成分子甲和離子乙，離子乙為正四面體，則乙為NH₄⁺，分子甲和離子乙含有相等的電子數(shù)，都含有10個電子，由問題中NH₄⁺離子和甲分子能反應，則甲是水，反應離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；
（4）第二、第三周期的某些元素中能形成正四面體結(jié)構(gòu)單元的單質(zhì)丙和化合物丁，丙和丁的晶體類型相同，且二者在高溫下發(fā)生反應，則丙為碳單質(zhì)（金剛石）、丁為二氧化硅，二者反應方程式為：2C+SiO₂

高溫  .

Si+2CO↑，
故答案為：2C+SiO₂

高溫  .

Si+2CO↑；
（5）K原子鑲嵌在正六邊形的中心，該正六邊形周圍有6個未鑲嵌K原子正六邊形結(jié)構(gòu)，即鑲嵌K原子的正六邊形周圍連接6個C原子，該碳原子為3個正六邊形共有，故結(jié)構(gòu)中K原子與C原子數(shù)目之比為1：（6+6×

1

3

）=8，故化學式為KC₈，
故答案為：KC₈．

點評：本題元素周期表與元素周期律的綜合應用，涉及晶體類型與熔沸點關(guān)系、元素化合物推斷、晶胞計算等，（5）中的關(guān)鍵是尋找重復結(jié)構(gòu)單元，可以用黑色球構(gòu)成的正三角形解答更簡單，難度中等．