Question

【化學－物質結構與性質】
N和B元素在化學中有很重要的地位。
（1）寫出與N元素同主族的As元素的基態原子核外電子排布式_________________。
從原子結構的角度分析B、N和O元素的第一電離能由大到小的順序為___________。
（2）N元素與B元素的氟化物化學式相似，均為AB₃型，但分子的空間結構有很大不同，其原因是_____________________________________________，其中BF₃的分子構型為__________。
（3）立方氮化硼可利用人工方法在高溫高壓條件下合成，其硬度僅次于金剛石而遠遠高于其它材料，因此它與金剛石統稱為超硬材料。BN的晶體結構與金剛石相似，其中B原子的雜化方式為________，微粒間存在的作用力是________。
（4）NaN₃是抗禽流感藥物“達菲”合成過程中的中間活性物質，NaN ₃也可用于汽車的保護氣囊。3 mol NaN ₃受撞擊會生成4 mol N₂氣體和一種離子化合物A。
①請寫出上述NaN ₃撞擊反應的化學方程式                             。
②根據電子云的重疊方式判斷：N₂分子中存在的σ鍵和π鍵數目之比為      。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³     N＞O＞B
（2）N原子和B原子采用不同的雜化形式  平面三角形
（3）sp3  共價鍵
（4）3NaN₃=Na₃N＋N₂↑  1:2

試題分析：（1）根據構造原理可知，As元素的基態原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³。非金屬性越強，第一電離能越大。但由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態，溫度下強，所以氮元素的第一電離能大于氧元素的，即N＞O＞B。
（2）BF₃分子中B原子沒有孤對電子，是sp2雜化，分子結構是平面三角形。NF₃分子中N原子含有1對孤對電子，是sp3雜化，分子結構是三角錐形結構。
（3）BN的晶體結構與金剛石相似，則B原子的雜化方式為sp3雜化，微粒間存在的作用力是共價鍵。
（4）①根據原子守恒可知，A應該是Na₃N，所以反應的方程式是3NaN₃=Na₃N＋N₂↑。
③氮氣中σ鍵是普軌道“頭碰頭”重疊形成的，π鍵是p軌道“肩并肩”重疊形成的。所以根據氮原子的核外電子排布可知，N₂分子中存在的σ鍵和π鍵數目之比為1:2。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，貼近高考，試題在注重對基礎知識鞏固和訓練的同時，更側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，有助于培養學生邏輯推理能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力。