Question

四种短周期元素A、B、C、D的原子序数依次递增．其中A、B、C三种元素基态原子的2p能级上都有未成对电子．且未成对电子个数分别是2、3、2；D与C 可以形成D2C和D2C2两种化合物。回答下列问题：

（1）已知A元素与氢元素形成的某种气态化合物在标准状况下的密度为1.161g/L，则在该化合物的分子中A原子的杂化方式为???? 。

（2）A、B、C二种元素的第一电离能由小到大的顺序为?????? （填元素符号）。

（3）+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2，依次还有I3、I4、I5……，推测D元素的电离能第一次突增应出现在第___电离能。

（4）AC2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示。该晶体的类型属于______________晶体．该晶体中A原子轨道的杂化类型为??????? 。

（5）C和C形成原子个数比为1：3的常见离子．推测这两种微粒的空间构型为???????????? 。

（6）C和D形成的一种离子化合物D2C的晶胞结构如图所示．该晶体中阳离子的配位数为?????? 。距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为????????? 。

已知该晶胞的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA．则晶胞边长a=?? cm（用含ρ、NA的代数式表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）sp （2）C<O<N （3）二（4）原子；sp3 （5）平面三角形? （6）4；正方体；

【解析】

试题分析：短周期元素A、B、C三种元素基态原子的2p能级上都有未成对电子．且未成对电子个数分别是2、3、2；则A的电子排布式为1s22s22p2,A为C元素；B的电子排布式为1s22s22p3.B为N元素；C的电子排布式为1s22s22p4.C为O元素。原子序数比O大的短周期元素D与O可以形成D2C和D2C2两种化合物，则D为Na。这两种氧化物分别为Na2O和Na2O2。(1)该C、H两元素形成的化合物的相对分子质量为：M=22.4L/mol×1.161g/L=26，所以该烃为乙炔，分子式为C2H2. 在该化合物的分子中C原子形成了2个δ键，2个Π键。即C的杂化方式为sp杂化。（2）一般情况下，同一周期的元素，原子核外的电子数越多，电离能越大。但当原子核外的电子处于全充满、半充满或全空时，能量较低。是稳定的状态。因此A、B、C这三种元素的第一电离能由小到大的顺序为C<O<N。(3)Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1.当原子失去最外电子层上的1个3s电子后，次外电子层的2p电子处于全充满的稳定状态，失去较难。所以Na元素的电离能第一次突增应出现在第2电离能. （4）由CO2高温下形成的晶体的示意图可以看出：每个C与4个O形成共价键，每个O与2个C形成共价键。C原子处于与它相连的4个O原子构成的正四面体中心。这种正四面体结构向空间扩展就形成了一种立体网状结构。因此CO2高温下形成的晶体为原子晶体。在该晶体中C原子与4个O原子形成了4个δ键，因此其轨道的杂化类型为sp3。（5）C和O形成原子个数比为1：3的常见离子CO32-离子中的C是SP2杂化,结构式是平面三角形。（6）由离子化合物Na2O的晶胞结构可知：在一个晶胞中含有Na：8×1/8+6×1/2=4;含有O：1×8=8. 在该晶体中与Na+离子距离最近且相等的O2-有4个。所以它的的配位数为4. 距一个O2-离子周围最近的所有Na+离子为顶点构成的几何体为正方体。由于每个晶胞中含有4个Na2O. 晶胞的密度为ρ=m÷V=(4NA×M) ÷(NA×a3). a3=(4M) ÷(NA×ρ).所以a=.

考点：考查原子结构、晶体结构、电离能、晶胞及空间构型等知识。