Question

【題目】前四周期元素A、B、C、D、E的原子序數依次增大，基態A原子核外電子占據3個軌道，基態B原子核外電子占據3個能級且每個能級上電子數相等，C的雙原子單質分子中σ鍵和π鍵數目之比為1:2，D的最高正化合價和最低負化合價之和等于4；基態E原子核外有6個未成對電子。

（1）基態E原子的核外電子排布式為______；基態D原子核外電子占據的能量最高的能級符號為_____________。

（2）A元素的各級電離能如下：

能級(I)	I1	I2	I3	I4	I5
電離能/kJ·mol-1	800.6	2427	3660	25026	32827

分析上表數據知，相鄰兩個電子的電離能中，I3和I4之間差異最大，其主要原因是__________。

（3）A、B、C元素的最高價氧化物對應的水化物酸性依次增強，其原因是________。

（4）氯元素與A、B、C元素組成的共價分子ACl3、BCl4、CCl3中，中心原子采用sp3雜化、立體構型為三角錐形的是_______(填分子式)。

（5）(DC)4為熱色性固體，且有色溫效應。低于-30℃時為淡黃色，室溫下為橙黃色，高于100℃時為深紅色。在淡黃色→橙黃色→深紅色的轉化中，破壞的作用力是____；在常壓下，(DC)4高于130℃分解為相應的單質，這一變化中破壞的作用力是_______。在B、C、D的簡單氣態氫化物中，屬于非極性分子的是______(填分子式，下同)，常與Cu2+、Zn2+、Ag+等形成配離子的是_______________。

（6）A、C形成立方晶體，晶體結構類似金剛石，如圖所示。已知：該晶體密度為ρg·㎝-3，NA代表阿伏伽德羅常數的值。

①該晶體的化學式為__________。

②在該晶體中，A與C形成共價鍵的鍵長(d)為_____pm。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 3p 硼原子的I3、I4對應的2個電子分別處于不同的能層或硼原子失去第3個電子后，達到穩定結構，不易再失去電子(或其他合理說法） B、C、N的非金屬性依次增強或H3BO3、H2CO3、HNO3的非羥基氧原子個數依次為0、1、2 NC13 分子間作用力或范德華力 化學鍵或共價鍵或極性鍵 CH4( NH3 BN ×1010

【解析】試題分析：因為A、B、C、D、E為原子序數依次增大的前四周期元素，基態A原子核外電子占鋸3個軌道，基態B原子核外電子占據3個能級且每個能級上電子數相等，則基態B原子核外電子排布式為：1s22s22p2，故B為C元素；基態A原子核外電子排布式為：1s22s22p1，故A為B元素；C的雙原子單質分子中σ鍵和π鍵數目之比為1:2，則C為N元素；基態E原子核外有6個未成對電子，則E處于第四周期，外圍電子排布為：3d54s1，為Cr元素；D的最高正化合價和最低負化合價之和等于4，為S元素。綜上分析，A為B元素、B為C元素、C為N元素、D為S元素、E為Cr元素。

（1）E為Cr元素，基態E原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；D為S元素，基態D原子核外電子占據的能量最高的能級符號為3p。

（2）基態B原子核外電子排布式為：1s22s22p1，所以硼原子失去第3個電子后，達到穩定結構，不易再失去電子（或者說，硼原子的I3、I4對應的2個電子分別處于不同的能層），因此硼原子相鄰兩個電子的電離能中，I3和I4之間差異最大；。故答案為：硼原子失去第3個電子后，達到穩定結構，不易再失去電子（或硼原子的I3、I4對應的2個電子分別處于不同的能層）。

（3）B、C、N的非金屬性依次增強，所以B、C、N元素的最高價氧化物對應的水化物酸性依次增強；或者說，含氧酸可表示為：(HO)mROn，酸的強度與酸中的非羥基氧原子數n有關，n越大，酸性越強。故答案為：B、C、N的非金屬性依次增強（或H3BO3、H2CO3、HNO3的非羥基氧原子個數依次為0、1、2）。

（4）BCl3中硼原子價層電子對個數=3+×（33×1）=3，且不含孤電子對，采用sp2雜化，分子構型為平面三角形；CCl4分子中碳原子價層電子對個數=4+×（44×1）=4，且不含孤電子對，采用sp3雜化，分子構型為正四面體型；NCl3分子中價層電子對個數=3+（53×1）=4，采用sp3雜化，該分子中含有一個孤電子對，所以其空間構型是三角錐型。故答案為：NCl3。

（5）由已知(SN)4高于130℃時分解，破壞的是化學鍵（或共價鍵或極性鍵）；在低于該溫度時發生的顏色變化中，破壞的作用力是分子間作用力（或范德華力）。C、N、S的簡單氣態氫化物中，CH4呈正四面體結構，四條鍵的極性剛好抵消，所以是非極性分子；NH3分子為三角錐形，氮原子為頂點，整個分子正負電荷中心不對稱，所以是極性分子；硫最外層有6個電子，它和兩個氫原子形成兩對共用電子對后還有2對孤對電子，一共有4對電子在硫周圍，這四對電子呈四面體型結構，其中兩個方向被氫占據，還有2個方向被孤電子對占據，所以分子呈V型，正負電荷中心不能重合，為極性分子。NH3中H的電子云嚴重偏向N，使得N的孤對電子十分突出，配位能力很強，常與Cu2+、Zn2+、Ag+等形成配離子。綜上分析，答案為：分子間作用力或范德華力；化學鍵或共價鍵或極性鍵；CH4；NH3。

（6）如圖，B（白色）占據立方體的8個頂點和6個面心，所以有8/8+6/2=4個；N(黑色)占據八分之一個晶胞的中心，共4個，故該晶體的化學式為：BN；設晶胞邊長為a、鍵長為d，則d=a，根據已知條件可得：a=pm = pm，所以d=×pm。