Question

【題目】前四周期元素 A、B、C、D、E 的原子序數依次增大，A 元素原子的核外電子只有一種運動狀 態；基態 B 原子 s 能級的電子總數比 p 能級的多 1；基態 C 原子和基態 E 原子中成對電子數均是未成對電 子數的 3 倍；D 形成簡單離子的半徑在同周期元素形成的簡單離子中最小。回答下列問題：

（1） E 的元素名稱為________。

（2）元素 A、B、C 中，電負性最大的是________（填元素符號，下同），元素 B、C、D 第一電離能由大到小的順序為________。

（3）與同族其它元素 X 形成的 XA3相比，BA3易液化的原因是________；BA3分子中鍵角________109°28'（填“>”“<”或“=”），請寫出與BA3互為等電子體的一個離子________。

（4）BC3 離子中 B 原子軌道的雜化類型為________，BC3 離子的立體構型為________。

（5）化合物DB是人工合成的半導體材料，它的晶胞結構與金剛石（晶胞結構如圖 所示）相似。若 DB 的晶胞參數為 a pm，則晶體的密度為________g·cm3（用NA表示阿伏加德羅常數）。

Answer 1

【答案】鉻 O N＞O＞Al NH3分子間易形成氫鍵 ＜ H3O+ sp2 平面三角形 ×1030。

【解析】

前四周期元素A、B、C、D、E的原子序數依次增大，A元素原子的核外電子只有一種運動狀態，則A為H元素；基態C原子中成對電子數是未成對電子數的3倍，為O元素；基態B原子s能級的電子總數比p能級的多1，則B為N元素；D形成簡單離子的半徑在同周期元素形成的簡單離子中最小，原子序數大于C，為Al元素；基態E原子中成對電子數是未成對電子數的3倍，且原子序數大于D，則E為Cr元素，通過以上分析知，A、B、C、D、E分別是H、N、O、Al、Cr元素。

（1） E為Cr，E 的元素名稱為鉻，故答案為：鉻；

（2）元素的非金屬性越強，其電負性越大，非金屬性O>N>H，則電負性O>N>H，所以電負性最大的是O元素；同一主族元素第一電離能隨著原子序數增大而減小，則第一電離能B>Al，同一周期元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，則第一電離能N>O，所以第一電離能N>O>Al，故答案為：O；N>O>Al；

（3）氨氣分子之間存在氫鍵導致其易液化；氨氣分子中N原子含有一個孤電子對和3個共價鍵，甲烷分子C原子形成4個共價鍵，孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，所以氨氣分子鍵角小于甲烷分子中鍵角，即分子中鍵角<109°28′；等電子體滿足兩個條件：①原子個數相同，②價電子數相同，與NH3互為等電子體的一個離子為H3O+，故答案為：氨氣分子間易形成氫鍵；<；H3O+；

（4）B、C分別為N、O，形成NO3-離子中N原子價層電子對個數3，且沒有孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷N原子雜化類型為sp2，該微粒空間構型平面三角形，故答案為：sp2；平面三角形；

（5）該晶胞中Al原子個數為4、N原子個數為4，該晶胞體積為（a×10-10cm）3，該晶體密度為，故答案為：。