Question

3．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)位次遞增．B原子的p軌道半充滿，形成氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的是．D原子得到一個(gè)電子后3p軌道全充滿．A⁺比D原子形成的離子少一個(gè)電子層．C與A形成A₂C型離子 化合物．E的原子序數(shù)為31，F(xiàn)與B屬同一主族，E與F形成的化合物常用于制造半導(dǎo)體． 請(qǐng)根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）B、C、D的第一電離能由小到大的順序?yàn)镾＜P＜Cl（用元素符號(hào)表示）；
（2）寫出比D的原子序數(shù)大7的Q原子的電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；
（3）化合物BD₃的空間構(gòu)型是三角錐形；
（4）上海世博會(huì)場(chǎng)館，大量的照明材料或屏幕都使用了發(fā)光二極管（LED），其材料是E與F形成的化合物甲（屬于第三代半導(dǎo)體），用它制造的燈泡壽命是普通燈泡的100倍，而耗能只有其10%．化合物甲的晶胞結(jié)構(gòu)如圖（白球代表F，黑球代表E）．試回答：
①該晶胞中所包含的F原子個(gè)數(shù)為4；
②與同一個(gè)E原子相連的F原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體；
③下列說法正確的是acd；
a．E、F處于同一周期
b．該晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相同
c．電負(fù)性：F＞E
d．EF晶體中含有配位鍵
④（CH₃）₃E中E原子的雜化方式為sp²雜化．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)位次遞增．B原子的p軌道半充滿，外圍電子排布式應(yīng)為nS²nP³，形成的氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的，由于氨氣分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)高于同主族其它氣態(tài)氫化物，則B為P元素；D原子得到一個(gè)電子后3p軌道全充滿，原子的電子排布式應(yīng)為1S²2S²2P⁶3S²3P⁵，故D為Cl元素；A⁺比D原子形成的離子少一個(gè)電子層，則A為Na元素；C與A形成A₂C型離子化合物，則C為第ⅥA主族元素，根據(jù)核電荷數(shù)可知C為S元素；E的原子序數(shù)為31，則E為Ga；F與B屬同一主族，F(xiàn)的原子序數(shù)大于E，則F為As．

解答 解：A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)位次遞增．B原子的p軌道半充滿，外圍電子排布式應(yīng)為nS²nP³，形成的氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的，由于氨氣分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)高于同主族其它氣態(tài)氫化物，則B為P元素；D原子得到一個(gè)電子后3p軌道全充滿，原子的電子排布式應(yīng)為1S²2S²2P⁶3S²3P⁵，故D為Cl元素；A⁺比D原子形成的離子少一個(gè)電子層，則A為Na元素；C與A形成A₂C型離子化合物，則C為第ⅥA主族元素，根據(jù)核電荷數(shù)可知C為S元素；E的原子序數(shù)為31，則E為Ga；F與B屬同一主族，F(xiàn)的原子序數(shù)大于E，則F為As．
（1）同一周期元素的第一電離能從左到右呈增大趨勢(shì)，P元素原子3p能級(jí)容納3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能的順序?yàn)椋篠＜P＜Cl，
故答案為：S＜P＜Cl；
（2）比D的原子序數(shù)大7的Q的原子核外電子數(shù)為24，電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；
（3）PCl₃中P形成3個(gè)鍵，孤電子對(duì)數(shù)為$\frac{5-1×3}{2}$=1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，所以分子的空間構(gòu)型是平三角錐形，
故答案為：三角錐形；
（4）①該晶胞中所包含的F原子個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故答案為：4；
②與同一個(gè)E原子相連的F原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體，故答案為：正四面體；
③a．E為Ga、F為As，二者均處于第四周期，故a正確；
b．NaCl晶胞中離子配位數(shù)為6，該晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl不同，故b錯(cuò)誤；
c．同周期自左而右電負(fù)性增大，故電負(fù)性：F＞E，故c正確；
d．EF晶體晶胞中E、F原子數(shù)目均為4，原子配位數(shù)均為，即Al與4個(gè)As形成共價(jià)鍵，含有1個(gè)配位鍵，故d正確．
故選：acd；
④（CH₃）₃Ga中Ga原子含有形成3個(gè)鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3，雜化方式為sp²雜化，
故答案為：sp²雜化．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、電負(fù)性、空間構(gòu)型與雜化方式、晶胞計(jì)算等，推斷元素的種類是解答本題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．