Question

A、B、C、D、E為周期表中前四周期的元素，其核電荷數依次增大，A、B、C為同一周期元素，AC與B₂互為等電子體，D原子中s電子總數與p電子總數相等，且與B能形成離子化合物D₃B₂，五種元素的核電荷數之和為62．請回答下列問題：
（1）B、C的第一電離能較大的是

 

（填元素符號）；A、B與氫元素形成的三原子分子的電子式為

 

．
（2）B的簡單氫化物分子的空間構型為

 

，其中心原子的雜化方式為

 

．
（3）硅和B可以形成原子個數比為3：4的化合物，其晶體的硬度比金剛石還大，且構成該晶體的微粒間只以單鍵結合．下列關于該晶體的說法錯誤的是

 

（填序號）．
A．該晶體屬于原子晶體，其化學鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固
B．該晶體中每個硅原子連接4個B原子、每個B原子連接3個硅原子
C．該晶體中硅原子和B原子的最外層都滿足8電子結構
D．該晶體結構與金剛石相似，原子間都是以非極性鍵形成的空間網狀結構
（4）E單質的晶胞結構如圖所示，設N_A為阿佛加德羅常數的值，晶胞密度為ρg?cm^-3，則晶胞中最近的兩個E粒子之間的距離為

 

 （寫表達式），E粒子的配位數是

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,晶胞的計算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：A、B、C、D、E為周期表中前四周期的元素，核電荷數依次增大，A、B、C為同一周期元素，AC與B₂互為等電子體，則AC為CO，B₂為N₂，即A為碳元素，B為氮元素，C為氧元素，D原子中s電子總數與p電子總數相等，則D的核外電子排布可能為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D與B能形成離子化合物D₃B₂，則D為鎂元素，A、B、C、D、E五種元素的核電荷數之和為62，所以E為29號元素，銅元素，據此答題．

解答： 解：A、B、C、D、E為周期表中前四周期的元素，核電荷數依次增大，A、B、C為同一周期元素，AC與B₂互為等電子體，則AC為CO，B₂為N₂，即A為碳元素，B為氮元素，C為氧元素，D原子中s電子總數與p電子總數相等，則D的核外電子排布可能為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D與B能形成離子化合物D₃B₂，則D為鎂元素，A、B、C、D、E五種元素的核電荷數之和為62，所以E為29號元素，銅元素，
（1）B為N元素，C為O元素，因為N原子最外層p軌道上有3個電子，處于半滿狀態，所以N的第一電離能大于O的第一電離能，A、B與氫元素形成的三原子分子為HCN，其電子式為，故答案為：N；；

（2）B的簡單氫化物分子為NH₃，中心原子氮原子的價層電子對數為

5+3

2

=4，所以氮原子的雜化方式為sp³雜化，氮原子有一對孤電子對，所以氨分子的空間構型為三角錐形，故答案為：三角錐形；sp³；
（3）硅和B形成原子個數比為3：4的化合物為Si₃N₄，其晶體的硬度比金剛石還大，所以Si₃N₄為原子晶體，
A、Si₃N₄為原子晶體，硬度比金剛石大，由此可見其化學鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固，故A正確；
B、Si₃N₄晶體中，硅最外層有4個電子，氮最外層有5個電子，晶體的微粒間只以單鍵結合，所以每個硅原子連接4個N原子、每個N原子連接3個硅原子，故B正確；
C、Si₃N₄晶體中，硅最外層有4個電子，氮最外層有5個電子，晶體的微粒間只以單鍵結合，所以每個硅原子連接4個N原子、每個N原子連接3個硅原子，晶體中硅原子和B原子的最外層都滿足8電子結構，故C正確；
D、由于硅元素和氮元素的電負性不同，所以硅原子和氮原子之間是極性共價鍵，故D錯誤；
故選D；
（4）E單質為銅，根據晶胞結構圖可知，每個晶胞中含有銅原子數為8×

1

8

+6×

1

2

=4，所以晶胞的體積為

4×64 NA

ρ

cm³，晶胞的邊長為

3	4×64 NA ρ

cm=

3	4×64 ρNA

cm，則晶胞中最近的兩個銅原子之間的距離為

2

2

?

3	4×64 ρNA

cm，根據銅晶胞結構可知，銅為面心立方結構，每個銅原子周圍距離最近的有12個銅原子，故銅原子的配位數為12，故答案為：

2

2

?

3	4×64 ρNA

cm；12．

點評：本題主要考查了第一電離能、電子式、分子空間構型、原子晶體的結構、晶胞的計算等知識點，中等難度，解題關鍵是根據原子結構和元素周期表推斷元素的種類．