Question

元素周期表中，金属和非金属分界线附近的元素性质特殊．其单质和化合物应用广
泛，成为科学研究的热点．
（1）锗可以作半导体材料．写出基态锗原子的外围电子排布式

 

．
（2）环硼氮六烷的结构和物理性质与苯很相似，故称无机苯，其结构式如图所示：
①第一电离能介于B、N之间的绍二周期的元家由大到小的顺序是
②无机苯分子中B和N原子的杂化方式分别是

 

、

 

．
（3）根据价层电子对互斥理论（VSEPR）推测：AsCl₃的VSEPR模型名称为

 

，AsO

3- 4

模型为

 

（4）钋（PO）是一种放射性金属，它的晶胞的堆积棋型为简单立方堆积，钋的摩尔质量为2098g/mol，晶胞的边长为apm，则它的晶胞的密度为

 

g/cm³．（N_A表示阿伏加德罗常数，用代数式表示晶胞密度）

Answer 1

考点：原子核外电子排布,晶胞的计算,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）根据构造原理书写出基态锗原子外围电子排布式；
（2）①同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素；
②根据分子中中心原子的价层电子对数判断；
（3）根据AsCl₃和AsO₄^3-中心原子的价层电子对数，可以推得VSEPR模型；
（4）根据晶胞中原子数目计算结合摩尔质量，计算晶胞质量，再根据密度定义计算晶胞的密度．

解答： 解：（1）根据构造原理书写出基态锗原子外围电子排布式：3d¹⁰4s²4p²，故答案：3d¹⁰4s²4p²；
（2）①同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，根据第一电离能的变化规律，半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素，根据第一电离能的变化规律O＞C＞Be，故答案为：O＞C＞Be；
②无机苯分子中B原子的价层电子对数是3且不含孤电子对，所以B原子属于sp²杂化，N原子的价层电子对数也是3且不含孤电子对，所以N原子属于sp²杂化，
故答案为：sp²；sp²；
（3）根据AsCl₃中心原子的价层电子对数=σ键个数+孤电子对个数=3+1=4，所以As原子的杂化方式为sp³杂化，所以VSEPR模型名称为：正四面体，根据AsO₄^3-中心原子的价层电子对数为=σ键个数+孤电子对个数=4，所以As原子的杂化方式为sp³杂化，所以离子的空间构型为：正四面体，
故答案为：正四面体；正四面体；
（4）晶胞的堆积棋型为简单立方堆积，则晶胞中含有1个原子，故晶胞质量为

2098

N A

g，晶胞的体积为a³×10^-30cm³，故晶胞密度=

2098 N A g

a3×10- 30cm3

=2098×10³⁰/（a³×N_A）g/cm³，故答案为：2098×10³⁰/（a³×N_A）．

点评：本题考查核外电子排布，杂化类型，空间结构及晶胞的有关计算等，难度中等，注意根据均摊法计算晶胞中原子数目，计算晶胞的棱长是计算的关键．