Question

氮、磷屬于同主族元素，廣泛存在于生產(chǎn)生活的各種物質(zhì)中．
（1）N原子價(jià)電子軌道表示式

 

；
（2）PCl₅晶體中只有PCl₄⁺和PCl₆^-微粒，其晶體結(jié)構(gòu)與氯化銫相同．PCl₅晶體類(lèi)型是

 

；PCl₄⁺的空間構(gòu)型是

 

；
（3）PCl₆^-呈正八面體的結(jié)構(gòu)（如圖），該離子中

 

（填“是”或“否”）存在配位鍵，原因是

 

；
（4）NCl₃分子中，N原子雜化方式是

 

；NCl₃不穩(wěn)定，易發(fā)生分解：2NCl₃（l）═N₂（g）+3Cl₂（g），分解過(guò)程中形成σ鍵和π鍵數(shù)目之比為

 

；
（5）C、N、O三種元素的第五電離能（I₅）由大到小順序是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的主要類(lèi)型,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷

專(zhuān)題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）氮原子價(jià)電子層上有5個(gè)電子，2s軌道上有2個(gè)電子，2p有3個(gè)電子，依據(jù)價(jià)電子軌道表示方法進(jìn)行解答；
（2）PCl₅晶體由PCl₄⁺和PCl₆^-構(gòu)成，屬于離子晶體；根據(jù)雜化軌道數(shù)判斷雜化類(lèi)型，雜化軌道數(shù)=σ鍵數(shù)+孤對(duì)電子對(duì)數(shù)，據(jù)此判斷空間構(gòu)型；
（3）P原子只有5個(gè)價(jià)電子，PCl₆^-呈正八面體的結(jié)構(gòu)，P原子形成了6個(gè)共價(jià)鍵，有一個(gè)配位鍵；
（4）根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論確定微粒的空間構(gòu)型，NCl₃中N原子成3個(gè)N-Cl鍵，還有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)是4，故N原子采取SP³雜化；共價(jià)單鍵是σ鍵，共價(jià)三鍵中含有2個(gè)π鍵1個(gè)σ鍵，共價(jià)雙鍵中含有1個(gè)σ鍵1個(gè)π鍵；
（5）C失去第四個(gè)電子時(shí)達(dá)到全滿(mǎn)，電離第五個(gè)電子最不容易； 故第五電離能最大，O失去5個(gè)電子時(shí)達(dá)到半滿(mǎn)，N失去4個(gè)電子時(shí)還有一個(gè)孤電子，所以失去第五個(gè)電子N比O容易．

解答： 解：（1）氮原子價(jià)電子層上有5個(gè)電子，2s軌道上有2個(gè)電子，2p有3個(gè)電子，分別在不同的軌道上且自旋方向相同，其價(jià)電子的軌道表示式為，故答案為：；
（2）由題中信息可知，PCl₅在固態(tài)時(shí)由PCl₄⁺和PCl₆^-兩種離子構(gòu)成，屬于離子晶體，PCl₄⁺的含有4個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以其采用sp³雜化，空間構(gòu)型是正四面體，
故答案為：離子晶體；正四面體；
（3）P原子的原子序數(shù)為15，基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p³，只有5個(gè)價(jià)電子，但在該離子中P原子形成了6個(gè)共價(jià)鍵，必有一個(gè)配位鍵，
故答案為：是；P原子只有5個(gè)價(jià)電子，但在該離子中P原子形成了6個(gè)共價(jià)鍵，必有一個(gè)配位鍵；
（4）NCl₃中N原子成3個(gè)N-Cl鍵，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=

5-3×1

2

=1，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+1=4，所以原子雜化方式是sp³，N原子的原子序數(shù)為6，基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是1s²2s²2p³，氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)式為N≡N，分子中含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，3Cl₂分子中含有3個(gè)σ鍵，所以分解過(guò)程中形成σ鍵和π鍵數(shù)目之比為2：1，
故答案為：sp³；2：1；
（5）電離能和粒子半徑以及是不是穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)，C原子價(jià)電子層上有4個(gè)電子，失去第四個(gè)電子時(shí)達(dá)到全滿(mǎn)，電離第五個(gè)電子最不容易要破壞穩(wěn)定狀態(tài)，第五電離能（I₅）最大，N失去五個(gè)電子剛好達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，第五電離能（I₅）最小，O原子價(jià)電子層上有6個(gè)電子，O失去5個(gè)電子時(shí)達(dá)到半滿(mǎn)，相對(duì)要容易，所以C、N、O三種元素的第五電離能（I₅）由大到小順序是：C＞O＞N，
故答案為：C＞O＞N．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，涉及原子雜化方式的判斷、價(jià)電子排布式的書(shū)寫(xiě)、元素周期律等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論、構(gòu)造原理等知識(shí)來(lái)分析解答，難度中等．