Question

9．（1）圖1為元素X的前五級電離能的數值示意圖．已知X的原子序數＜20，請寫出X基態原子的核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²．
（2）A、B、C、D、E、F、G、H八種短周期元素，其單質的沸點如圖2所示．

請回答下列問題：
①上述元素中，某些元素的常見單質所形成的晶體為分子晶體，這些單質分子中既含有σ鍵又含有π鍵的是N₂、O₂（填化學式）．
②已知D、F、G三種元素的離子具有跟E相同的電子層結構，則B、C、D三種元素的第一電離能由大到小的順序為（用相關元素符號表示）F＞N＞O．
③已知H的電負性為1.5，而氯元素的電負性為3.0，二者形成的化合物極易水解，且易升華．據此推測該化合物的化學鍵類型為極性共價鍵．
④原子序數比A小1的元素與D元素形成的化合物的空間構型為平面三角形，中心原子的雜化方式為sp²．

Answer 1

分析 （1）圖1為元素X的前五級電離能的數值示意基態圖，X原子核外電子數大于5，且X原子序數小于20，
則X為Mg元素，根據構造原理書寫Mg原子核外電子排布式；
（2）A的沸點最高，應該為原子晶體，則A為C元素；
A、B、C、D、E、F、G、H八種連續短周期元素，則B、C、D、E、F、G、H分別是N、O、F、Ne、Na、Mg、Al元素；
①分子中單鍵為σ鍵，雙鍵中一個是σ鍵一個是π鍵，三鍵中一個是σ鍵兩個是π鍵；
②同一周期元素，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；　
③H為Al元素，H的電負性為1.5，而氯元素的電負性為3.0，二者電負性差為1.5＜1.7，二者形成的化合物極易水解，且易升華，則AlCl₃為共價化合物；
④A是C元素，原子序數比A小1的元素，是B元素，D為F元素，二者形成共價化合物BF₃；根據價層電子對互斥理論確定分子空間構型及原子雜化方式．

解答 解：（1）圖1為元素X的前五級電離能的數值示意基態圖，X原子核外電子數大于5，且X原子序數小于20，則X為Mg元素，根據構造原理書寫Mg原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²；
（2）A的沸點最高，應該為原子晶體，則A為C元素；
A、B、C、D、E、F、G、H八種連續短周期元素，則B、C、D、E、F、G、H分別是N、O、F、Ne、Na、Mg、Al元素；
①分子中單鍵為σ鍵，雙鍵中1個是σ鍵1個是π鍵，三鍵中1個是σ鍵2個是π鍵，N₂中含有1個σ鍵、2個π鍵，O₂含有1個σ鍵、1個π鍵，
故答案為：N₂、O₂；
②同一周期元素，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，所以第一電離能F＞N＞O，
故答案為：F＞N＞O；
③H為Al元素，H的電負性為1.5，而氯元素的電負性為3.0，二者電負性差為1.5＜1.7，二者形成的化合物極易水解，且易升華，則AlCl₃為共價化合物，氯化鋁中Al和Cl原子之間只存在極性共價鍵，
故答案為：極性共價鍵；
④A是C元素，原子序數比A小1的元素，是B元素，D為F元素，二者形成共價化合物BF₃；該分子中B原子價層電子對個數是3且不含有孤電子對，所以為平面三角形結構，B原子為sp²雜化，
故答案為：平面三角形；sp²．

點評 本題考查電負性、第一電離能、原子雜化、微粒空間構型等知識點，題目難度中等，明確元素周期律、物質結構、價層電子對互斥理論等知識點即可解答，注意氯化鋁為分子晶體而不是離子晶體，為易錯點．