Question

已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數依次增大，其中A、B、C是同一周期相鄰的三種元素，B、D、F元素原子最外電子層的p能級（軌道）上的電子均處于半滿狀態，元素E的最高正價氧化物的水化物在同周期元素的最高正價氧化物的水化物中酸性最強．
請回答下列問題：
（1）A、B、C三元素的第一電離能由大到小的順序為

 

（用對應的元素符號填空，下空同），三者的電負性由大到小的順序為

 

（2）A、B、C三元素的氫化物分子的空間結構分別是

 

（3）B、D、F三元素的氫化物的沸點從高到低排列次序是（填化學式）

 

，其原因是

 

．
（4）F元素原子基態時的核外電子排布式為

 

．
（5）由B、E兩種元素組成的化合物X，常溫下為易揮發的淡黃色液體，x分子為三角錐形分子，且分子里B、E兩種原子最外層均達到8個電子的穩定結構．X遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質，則X分子的電子式為

 

，X分子的中心原子的雜化軌道類型為

 

，X與水反應的化學方程式是

 

．
（6）另有一種位于周期表中ds區的元素G，該元素單質形成的晶體晶胞如圖所示，若假設該原子半徑為r，相對原子質量為Mr，則該元素單質的密度可表示為

 

．（用N_A表示阿伏加德羅常數）

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數A＜B＜C＜D＜E＜F，其中B、D、F原子最外電子層的p能級（軌道）上的電子處于半滿狀態，外圍電子排布為ns²np³，處于ⅤA族，則B為N元素，D為P元素，F為As元素；A、B、C是同一周期相鄰的三種元素，則A為碳元素、C為O元素；元素E的最高正價氧化物的水化物在同周期元素的最高正價氧化物的水化物中酸性最強，其原子序數小于As，大于P元素，則E處于第三周期，故E為Cl元素，據此解答．

解答：解：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數A＜B＜C＜D＜E＜F，其中B、D、F原子最外電子層的p能級（軌道）上的電子處于半滿狀態，外圍電子排布為ns²np³，處于ⅤA族，則B為N元素，D為P元素，F為As元素；A、B、C是同一周期相鄰的三種元素，則A為碳元素、C為O元素；元素E的最高正價氧化物的水化物在同周期元素的最高正價氧化物的水化物中酸性最強，其原子序數小于As，大于P元素，則E處于第三周期，故E為Cl元素，
（1）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C；同周期自左而右電負性增大，故電負性O＞N＞C，
故答案為：N＞O＞C；O＞N＞C；
（2）C、N、O三元素的氫化物分子分別為CH₄、NH₃、H₂O，空間結構分別是：正四面體、三角錐形、V形，
故答案為：正四面體、三角錐形、V形；
（3）N、P、As三元素的氫化物分別為NH₃、PH₃、AsH₃，都形成分子晶體，但NH₃分子之間存在氫鍵，AsH₃、PH₃分子之間為范德華力，氫鍵比范德華力更強，NH₃沸點最高，相對分子質量越大，范德華力越強，故沸點AsH₃＞PH₃，沸點從高到低排列次序是NH₃＞AsH₃＞PH₃，
故答案為：NH₃＞AsH₃＞PH₃；NH₃分子之間存在氫鍵，AsH₃、PH₃分子之間為范德華力，氫鍵比范德華力更強，NH₃沸點最高，相對分子質量越大，范德華力越強，AsH₃沸點比PH₃高；
（4）F為As元素，處于第四周期ⅤA族，原子基態時的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（5）由N、Cl兩種元素組成的化合物X，常溫下為易揮發的淡黃色液體，X分子為三角錐形分子，且分子里N、Cl兩種原子最外層均達到8個電子的穩定結構，則X為NCl₃，則NCl₃分子的電子式為，NCl₃分子的中心N原子價層電子對數為4，N原子采取sp³雜化，NCl₃遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質，生成HClO，同時生成NH₃，反應方程式為：NCl₃+3H₂O═NH₃+3HClO，
故答案為：；sp³；NCl₃+3H₂O═NH₃+3HClO；
（6）另有一種位于周期表中ds區的元素G，由該元素單質形成的晶體晶胞可知，晶胞中G原子數目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，則晶胞質量=

4Mr

NA

g，原子半徑為r，則晶胞棱長=4r×

2

2

=2

2

r，晶胞體積=（2

2

r）³=16

2

r³，則該元素單質的密度為

4Mr NA

16 2 r3

=

Mr

4 2 NAr3

，
故答案為：

Mr

4 2 NAr3

．

點評：本題考查物質結構與性質，題目比較綜合，涉及結構性質位置關系、電負性、電離能、核外電子排布、分子結構與性質、雜化理論、晶胞計算等，側重考查主干知識，需要學生具備扎實的基礎知識，難度中等，（6）為易錯點、難點，計算晶胞棱長是關鍵．