Question

A、B、C、D是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期元素，元素A原子中s能级的电子数比p能级的电子数多1个，元素B原子最外层电子数比是内层电子数的3倍，元素C的最高正价和最低负价的代数和等于0，元素D的原子序数为24，请回答下列问题：
（1）比较A、B、C的第一电离能大小：

 

（用元素符号回答）；
（2）AB₂^-离子的空间构型为

 

；
（3）在A的氢化物（A₂H₄）分子中，A原子轨道的杂化类型是

 

；
（4）元素A、C形成的化合物熔点很高，但比B、C形成的化合物熔点低，其原因是

 

；
（5）元素D的外围电子排布式为

 

；
（6）元素B和D形成的一种化合物的晶胞如图所示，该化合物的化学式为

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,元素电离能、电负性的含义及应用,判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算

专题：

分析：元素A原子中s能级的电子数比p能级的电子数多1个，A只能含有2个电子层，A的2p轨道电子3，则A为N元素；元素C的最高价和最低价代数和等于0，为第ⅣA族，由于原子序数A＜C，则C为Si元素；元素D的原子序数为24，则D为Cr元素；元素B原子最外层电子数比是内层电子数的2倍，则B含有两个电子层，最外层含有6个电子，则B为O元素，据此结合元素周期律知识进行解答．

解答： 解：元素A原子中s能级的电子数比p能级的电子数多1个，A只能含有2个电子层，A的2p轨道电子3，则A为N元素；元素C的最高价和最低价代数和等于0，为第ⅣA族，由于原子序数A＜C，则B为Si元素；元素D的原子序数为24，则D为Cr元素；元素B原子最外层电子数比是内层电子数的3倍，则B含有两个电子层，最外层含有6个电子，则B为O元素，
（1）同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：N＞O＞C，同一主族从上到下第一电离能逐渐增大，则第一电离能：C＞Si，则N、O、Si的第一电离能大小为：N＞O＞Si，
故答案为：N＞O＞Si；
（2）AB₂^-离子为NO₂^-，NO₂^-中N价电子为5，所以杂化轨道数=（5+1）÷2=3，所以N原子杂化方式为sp²，所以NO₂^-的空间构型为V型或角型，
故答案为：V型或角型；
（3）A₂H₄分子为N₂H₄，N₂H₄分子中氮原子的加成电子对=3+1=4，含有一个孤电子对，N原子轨道的杂化类型是sp³，
故答案为：sp³；
（4）元素A、C形成的化合物为氮化硅，B、C形成的化合物为二氧化硅，二者都是原子晶体，具有较高熔点，共价键键能越高、键长越短，则熔点越高，由于Si-O键的键能大于Si-N键，则二氧化硅的熔点较高，
故答案为：二者都是原子晶体，Si-O键的键能大于Si-N键；
（5）Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，所以核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，则其外围电子排布式为：3d⁵4S¹，
故答案为：3d⁵4S¹；
（6）B、D分别为O、Cr原子，原子位于体心和面心，数目为4×

1

2

+2=4，Cr位于顶点和体心，数目为：8×

1

8

+1=2，数目之比为Cr：O=1：2，化学式为：CrO₂，
故答案为：CrO₂．

点评：本题考查了位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，熟练掌握原子结构与元素周期表、元素周期律的关系为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生灵活运用基础知识的能力．