题目内容

12．决定物质性质的重要因素是物质结构．请回答下列问题．
（1）已知A和B为第三周期元素，其原子第一至第四电离如表所示：
电离能/kJ•mol-1I1I2I3I4
A5781 8172 74511 578
B7381 4517 73310 540
A通常显+3价，A的第一电离能小于B的第一电离能的原因．
（2）PCl3的空间构型为，中心原子的杂化类型为sp3杂化．
（3）某化合物的分子结构如图所示，接受孤电子对的成键原子基态的核外电子排布式为．其分子内不含有AC（填字母）．

A．离子键   B．极性键   C．金属键  D．配位键    E．氢键   F．非极性键
（4）氮化铝具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，氮化硼与氮化铝晶体类型相同，氮化硼的熔点比氮化铝高 （填高或低），可能的原因是氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B-N键键能大于Al-N键键能．
（5）若氮化铝的密度为pgcm-3，则晶体中最近的两个A1原子的距离为$\frac{\sqrt{2}}{2}•\root{3}{\frac{164}{ρ•{N}_{A}}}$cm．（阿伏伽德罗常数的值用NA表示）

分析 （1）由电离能可知，A可失去3个电子，B可失去2个电子，则A为Al，B为Mg，Mg的3s处于全满状态，Al的最外层为3s23p1容易失去一个电子形成稳定结构；
（2）根据价层电子模型判断分子的空间构型，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；
（3）接受孤电子对的成键原子为Ni，Ni是28号元素，原子核外电子数为28，根据核外电子排布规律书写核外电子排布式；根据图可知，碳氮之间为双键，其中之一为π键，氮和镍之间电子对由氮原子单方面提供为配位键，其它都为共价键，据此答题；
（4）氮化硼与AlN相比，硼原子半径比铝原子半径小，所以键能就大，它们都是原子晶体，所以氮化硼的熔点比AlN高；
（5）晶体N原子位于晶胞体对角线的$\frac{1}{2}$处，将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形，距离最近的两个N原子相连的连线为该三角形的中位线，所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的$\frac{1}{2}$，根据晶胞的密度可以求得晶胞边长，进而求得底面对角线的长度，据此可解题．

解答 解：（1）由电离能可知，A可失去3个电子，最高化合价为+3价，B可失去2个电子，最高化合价为+2价，则A为Al，B为Mg，Mg的3s处于全满状态，能量低不容易失去一个电子，Al的最外层为3s23p1容易失去一个电子形成稳定结构，所以铝的第一电离能比镁低，则电负性A＞B，
故答案为：+3；Mg的3s处于全满状态，能量低不容易失去一个电子．Al的最外层为3s23p1容易失去一个电子形成稳定结构，所以铝的第一电离能比镁低；
（2）PCl3中心原子P原子成3个σ键，P原子价层电子对是为3+1=4，含有1对孤对电子对，杂化轨道数为4，杂化方式为sp3，其空间构型为三角锥，
故答案为：三角锥形；sp3杂化；
（3）接受孤电子对的成键原子为Ni，Ni是28号元素，原子核外电子数为28，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，根据图1可知，碳氮之间为双键，其中之一为π键，氮和镍之间电子对由氮原子单方面提供为配位键，其它都为共价键，所以AC符合，
故答案为：1s22s22p63s23p63d84s2；AC；
（4）氮化硼与氮化铝均为原子晶体，氮化硼与AlN相比，硼原子半径比铝原子半径小，所以键能就大，即B-N键键能大于Al-N键键能，所以氮化硼的熔点比AlN高，
故答案为：氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B-N键键能大于Al-N键键能；
（5）晶体N原子位于晶胞体对角线的$\frac{1}{2}$处，将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形，距离最近的两个N原子相连的连线为该三角形的中位线，所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的$\frac{1}{2}$，根据晶胞的密度ρ=$\frac{4×27+4×14}{\frac{{N}_{A}}{晶体边{长}^{3}}}$，可以求得晶胞边长为$\root{3}{\frac{164}{ρ•{N}_{A}}}$cm，进而求得底面对角线的长度为$\sqrt{2}$•$\root{3}{\frac{164}{ρ•{N}_{A}}}$cm，所以晶体中最近的两个N原子的距离为$\frac{1}{2}•$$\sqrt{2}$•$\root{3}{\frac{164}{ρ•{N}_{A}}}$cm=$\frac{\sqrt{2}}{2}•\root{3}{\frac{164}{ρ•{N}_{A}}}$cm，
故答案为：$\frac{\sqrt{2}}{2}•\root{3}{\frac{164}{ρ•{N}_{A}}}$．

点评 本题考查了电离能、分子的空间构型、原子核外电子排布、键能与性质的关系、以及晶胞结构的计算等知识，题目难度较大，其中晶胞的计算是该题的难点．

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