Question

已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次遞增。B原子的P軌道半充滿，形成氫化物的沸點是同主族元素的氫化物中最低的。D原子得到一個電子后3P軌道全充滿。A⁺比D原子形成的離子少一個電子層。C與A形成A₂C型離子化合物。E的原子序數(shù)為31，F(xiàn)與B屬同一主族，E與F形成的化合物常用于制造半導體。根據(jù)以上信息，回答下列問題：

（1）A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序為              （用元素符號表示）。

（2）化合物BD₃的分子空間構型是              。

（3）上海世博會場館，大量的照明材料或屏幕都使用了發(fā)光二極管(LED)，其材料是E與F形成的化合物甲（屬于第三代半導體），用它制造的燈泡壽命是普通燈泡的100倍，而耗能只有其10%。化合物甲的晶胞結構如右圖（白球代表F，黑球代表E）。試回答：

①該晶胞中所包含的F原子(白色球)個數(shù)為       。

②與同一個E原子相連的F原子構成的空間構型為                 。

③下列說法正確的是          。

A．該晶胞結構與NaCl相同   B．半導體EB與EF互為等電子體

C．電負性：F>E             D．EF晶體中含有配位鍵

④ (CH₃)₃E中E原子的雜化方式為          。

⑤該晶體中緊鄰的F原子之間與緊鄰的F、E兩原子之間距離的比值為      

（寫出計算過程）

 

Answer 1

【答案】

(1)Na<S<P<Cl （2）三角錐形（3）① 4 ②正四面體 ③BCD ④SP²   ⑤

【解析】

試題分析：B原子的P軌道半充滿，形成氫化物的沸點是同主族元素的氫化物中最低的，這說明該元素應該是第ⅤA族的P元素。D原子得到一個電子后3P軌道全充滿，所以D是氯元素。A⁺比D原子形成的離子少一個電子層，所以A是Na元素。C與A形成A₂C型離子化合物，且C的原子序數(shù)大于B的，因此C是S元素。E的原子序數(shù)為31，則E是Ga。F與B屬同一主族，且E的原子序數(shù)大于F的，所以F是砷元素。

（1）非金屬性越強，第一電離能越大。但由于P原子的3p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強，所以第一電離能大于硫元素的，則A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序為Na<S<P<Cl。

（2）化合物BD₃分子中中心原子P原子含有1對孤對電子，所以分子空間構型是三角錐形。

（3）①該晶胞中所包含的F原子(白色球)個數(shù)為8×1/8＋6×1/2＝4個。

②根據(jù)晶胞結構可知，與同一個E原子相連的F原子構成的空間構型為正四面體型結構。

③氯化鈉是的配位數(shù)是6個，該晶胞結構與NaCl不相同，所以選項A不正確；原子數(shù)和價電子數(shù)分別都相等的是等電子體，則選項B正確；非金屬性越強，電負性越大，則選項C正確；As原子含有孤對電子，所以可以形成配位健，選項D正確，答案選BCD。

④ (CH₃)₃E分子是平面型結構，所以中心E原子的雜化方式為sp2雜化。

⑤根據(jù)晶胞結構可知，以E原子為中心，4個F原子構成正四面體，所以該晶體中緊鄰的F原子之間與緊鄰的F、E兩原子之間距離的比值為

設晶胞參數(shù)為a，則緊鄰的As原子核間距為2倍As原子半徑，即。而緊鄰As、Ga間距離請想象一個正方體內(nèi)接正四面體，經(jīng)過簡單計算可知正四面體體心為正方體體心，位于正方體體對角線中點處。把上述晶胞拆成8個等大的小立方體，可以發(fā)現(xiàn)其中4個的體心位置有Ga原子填充。小立方體的棱長為0.5a，則其體對角線長是，可得As、Ga間距為，綜上所訴，該晶體中緊鄰的F原子之間與緊鄰的F、E兩原子之間距離的比值為。

考點：考查晶體結構、電離能、分子空間構型、雜化軌道類型、電負性的有關判斷以及化學式的有關計算

點評：該題是高考中的常見題型和考點，屬于中等難度試題的考查，試題綜合性強，側重對學生能力的培養(yǎng)和訓練，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力、自學能力和知識的遷移能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力。本題主要是元素“位、構、性”三者關系的綜合考查，比較全面考查學生有關元素推斷知識和靈活運用知識的能力，考查了學生對物質(zhì)結構與性質(zhì)關系以及運用元素周期律解決具體化學問題的能力。