Question

氮、磷属于同主族元素，广泛存在于生产生活的各种物质中．
（1）N原子价电子轨道表示式

 

；
（2）PCl₅晶体中只有PCl₄⁺和PCl₆^-微粒，其晶体结构与氯化铯相同．PCl₅晶体类型是

 

；PCl₄⁺的空间构型是

 

；
（3）PCl₆^-呈正八面体的结构（如图），该离子中

 

（填“是”或“否”）存在配位键，原因是

 

；
（4）NCl₃分子中，N原子杂化方式是

 

；NCl₃不稳定，易发生分解：2NCl₃（l）═N₂（g）+3Cl₂（g），分解过程中形成σ键和π键数目之比为

 

；
（5）C、N、O三种元素的第五电离能（I₅）由大到小顺序是

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,共价键的形成及共价键的主要类型,判断简单分子或离子的构型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）氮原子价电子层上有5个电子，2s轨道上有2个电子，2p有3个电子，依据价电子轨道表示方法进行解答；
（2）PCl₅晶体由PCl₄⁺和PCl₆^-构成，属于离子晶体；根据杂化轨道数判断杂化类型，杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数，据此判断空间构型；
（3）P原子只有5个价电子，PCl₆^-呈正八面体的结构，P原子形成了6个共价键，有一个配位键；
（4）根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型，NCl₃中N原子成3个N-Cl键，还有1对孤对电子，杂化轨道数是4，故N原子采取SP³杂化；共价单键是σ键，共价三键中含有2个π键1个σ键，共价双键中含有1个σ键1个π键；
（5）C失去第四个电子时达到全满，电离第五个电子最不容易； 故第五电离能最大，O失去5个电子时达到半满，N失去4个电子时还有一个孤电子，所以失去第五个电子N比O容易．

解答： 解：（1）氮原子价电子层上有5个电子，2s轨道上有2个电子，2p有3个电子，分别在不同的轨道上且自旋方向相同，其价电子的轨道表示式为，故答案为：；
（2）由题中信息可知，PCl₅在固态时由PCl₄⁺和PCl₆^-两种离子构成，属于离子晶体，PCl₄⁺的含有4个σ键且不含孤电子对，所以其采用sp³杂化，空间构型是正四面体，
故答案为：离子晶体；正四面体；
（3）P原子的原子序数为15，基态氮原子的价电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p³，只有5个价电子，但在该离子中P原子形成了6个共价键，必有一个配位键，
故答案为：是；P原子只有5个价电子，但在该离子中P原子形成了6个共价键，必有一个配位键；
（4）NCl₃中N原子成3个N-Cl键，孤电子对个数=

5-3×1

2

=1，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+1=4，所以原子杂化方式是sp³，N原子的原子序数为6，基态氮原子的价电子排布式是1s²2s²2p³，氮气的结构式为N≡N，分子中含有1个σ键和2个π键，3Cl₂分子中含有3个σ键，所以分解过程中形成σ键和π键数目之比为2：1，
故答案为：sp³；2：1；
（5）电离能和粒子半径以及是不是稳定状态有关，C原子价电子层上有4个电子，失去第四个电子时达到全满，电离第五个电子最不容易要破坏稳定状态，第五电离能（I₅）最大，N失去五个电子刚好达到稳定状态，第五电离能（I₅）最小，O原子价电子层上有6个电子，O失去5个电子时达到半满，相对要容易，所以C、N、O三种元素的第五电离能（I₅）由大到小顺序是：C＞O＞N，
故答案为：C＞O＞N．

点评：本题考查了物质结构及其性质，涉及原子杂化方式的判断、价电子排布式的书写、元素周期律等知识点，根据价层电子对互斥理论、构造原理等知识来分析解答，难度中等．