Question

元素周期表中，金屬和非金屬分界線附近的元素性質特殊．其單質和化合物應用廣
泛，成為科學研究的熱點．
（1）鍺可以作半導體材料．寫出基態鍺原子的外圍電子排布式

 

．
（2）環硼氮六烷的結構和物理性質與苯很相似，故稱無機苯，其結構式如圖所示：
①第一電離能介于B、N之間的紹二周期的元家由大到小的順序是
②無機苯分子中B和N原子的雜化方式分別是

 

、

 

．
（3）根據價層電子對互斥理論（VSEPR）推測：AsCl₃的VSEPR模型名稱為

 

，AsO

3- 4

模型為

 

（4）釙（PO）是一種放射性金屬，它的晶胞的堆積棋型為簡單立方堆積，釙的摩爾質量為2098g/mol，晶胞的邊長為apm，則它的晶胞的密度為

 

g/cm³．（N_A表示阿伏加德羅常數，用代數式表示晶胞密度）

Answer 1

考點：原子核外電子排布,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據構造原理書寫出基態鍺原子外圍電子排布式；
（2）①同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；
②根據分子中中心原子的價層電子對數判斷；
（3）根據AsCl₃和AsO₄^3-中心原子的價層電子對數，可以推得VSEPR模型；
（4）根據晶胞中原子數目計算結合摩爾質量，計算晶胞質量，再根據密度定義計算晶胞的密度．

解答： 解：（1）根據構造原理書寫出基態鍺原子外圍電子排布式：3d¹⁰4s²4p²，故答案：3d¹⁰4s²4p²；
（2）①同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，根據第一電離能的變化規律，半充滿的N原子和全充滿的Be原子第一電離能要比同周期原子序數大的原子高，故第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素，根據第一電離能的變化規律O＞C＞Be，故答案為：O＞C＞Be；
②無機苯分子中B原子的價層電子對數是3且不含孤電子對，所以B原子屬于sp²雜化，N原子的價層電子對數也是3且不含孤電子對，所以N原子屬于sp²雜化，
故答案為：sp²；sp²；
（3）根據AsCl₃中心原子的價層電子對數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+1=4，所以As原子的雜化方式為sp³雜化，所以VSEPR模型名稱為：正四面體，根據AsO₄^3-中心原子的價層電子對數為=σ鍵個數+孤電子對個數=4，所以As原子的雜化方式為sp³雜化，所以離子的空間構型為：正四面體，
故答案為：正四面體；正四面體；
（4）晶胞的堆積棋型為簡單立方堆積，則晶胞中含有1個原子，故晶胞質量為

2098

N A

g，晶胞的體積為a³×10^-30cm³，故晶胞密度=

2098 N A g

a3×10- 30cm3

=2098×10³⁰/（a³×N_A）g/cm³，故答案為：2098×10³⁰/（a³×N_A）．

點評：本題考查核外電子排布，雜化類型，空間結構及晶胞的有關計算等，難度中等，注意根據均攤法計算晶胞中原子數目，計算晶胞的棱長是計算的關鍵．