Question

【題目】A、B、C、D是4種前三周期元素，且原子序數逐漸增大，這四種元素的基態原子的未成對電子數和電子層數相等。請回答下列問題：

（1）D元素的基態原子價電子排布式是：____________________________________；

（2）A、B、C三種元素可以形成化合物A4B2C2，它是廚房調味品之一。1 mol A4B2C2中含有________molσ鍵，其中B原子采用的雜化方式為：_____________；

（3）元素F的原子序數是介于B和C之間的，元素B、C、F的電負性的大小順序是： _______________B、C、F的第一電離能的大小順序是____________（由大到小，用元素符號填空）；

（4）隨著科學的發展和大型實驗裝置（如同步輻射和中子源）的建成，高壓技術在物質研究中發揮越來越重要的作用。高壓不僅會引發物質的相變，也會導致新類型化學鍵的形成。近年來就有多個關于超高壓下新型晶體的形成與結構的研究報道。NaCl 晶體在50～300GPa 的高壓下和Na 或Cl2反應，可以形成不同組成、不同結構的晶體。下圖給出其中三種晶體的晶胞(大球為氯原子，小球為鈉原子)。寫出A、B、C 的化學式。A:_______________; B:__________________; C:___________________

（5）磷化硼是一種受到高度關注的耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護層。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應合成。合成磷化硼的化學反應方程式：BBr3＋PBr3＋3H2＝BP＋6HBr

①分別畫出三溴化硼分子和三溴化磷分子的結構。_____________、_________________

磷化硼晶體中磷原子作面心立方最密堆積，硼原子填入部分四面體空隙中。磷化硼的晶胞示意圖如下：

②已知磷化硼的晶胞參數a = 478 pm，計算晶體中硼原子和磷原子的核間距（dB-P）（寫出計算式，不要求計算結果）____________________________。

Answer 1

【答案】 3s23p3 7 sp2、sp3 O>N>C N>O>C NaCl3 Na3Cl Na2Cl 平面三角形 三角錐 dB-P＝或（dB-P＝pm）

【解析】A、B、C、D是4種前三周期元素，且原子序數逐漸增大，這四種元素的基態原子的未成對電子數和電子層數相等。第一周期中，有1個未成對電子的是氫原子，其電子排布式為1s1；第二周期中，未成對電子是2個的有兩種分別為：C：1s22s22p2和O：1s22s22p4；第三周期中，未成對電子是3個的是P：1s22s22p63s23p3； A、B、C、D分別為氫元素、碳元素、氧元素和磷元素。（1）D元素的基態原子價電子排布式是：3s23p3；（2）A、B、C三種元素可以形成化合物A4B2C2，它是廚房調味品之一，則為CH3COOH，即醋酸。1 mol CH3COOH中含有7molσ鍵，其中碳原子采用的雜化方式為：sp2、sp3；

（3）元素F的原子序數是介于碳和氧之間的，故F為氮元素，元素原子的得電子能力越強，則電負性越大，所以O>N>C；同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，C、N、O元素處于同一周期且原子序數逐漸增大，N處于第VA族，所以第一電離能N>O>C；（4）根據晶胞計算A中鈉原子數為8×+1=2，氯原子數為12×=6，故分子式為NaCl3；B中鈉原子數為4×+2=3，氯原子數為8×=1，故分子式為Na3Cl；C中鈉原子數為4×+2×+2=4，氯原子數為8×=2，故分子式為Na2Cl； （5）①三溴化硼分子中硼原子的價層電子對數為=3，B原子按sp2方式雜化，沒有孤電子對，所以分子空間構型為平面三角形，結構式為，三溴化磷分子中磷原子的價層電子對數為=4，P原子按sp3方式雜化，有一對孤電子對，所以分子空間構型為三角錐形，結構式為；②磷化硼晶體中磷原子作立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中，磷原子分布在面心和頂點上，如圖所示已知磷化硼的晶胞邊長a=478pm，則晶胞的體對角線長為a，晶體中硼原子和磷原子的核間距應為體對角線的，所以dB-P=×478pm=207pm。