Question

已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次遞增．B原 子的P軌道半充滿，形成氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的．D原子得到一個 電子后3p軌道全充滿．A⁺比D原子形成的離子少一個電子層．C與A形成A₂C型離子 化合物．E的原子序數(shù)為31，F(xiàn)與B屬同一主族，E與F形成的化合物常用于制造半導(dǎo)體． 請根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序為

 

 （用元素符號表示）
（2）C的氫化物分子是

 

（填“極性”或“非極性”）分子．
（3）化合物BD₃的分子空間構(gòu)型是

 

（4）F的核外電子排布式為

 

．
（5）E與F形成的化合物甲屬于第三代半導(dǎo)體，用它制造的燈泡壽命是普通燈泡 的100倍，而耗能只有其10%．推廣該化合物甲等發(fā)光二極管（LED）照明，是節(jié)能減排的有效舉措．化合物甲的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖（白球代表F，黑球代表E）．
試回答：
①該晶胞中所包含的F原子個數(shù)為

 

．
②下列說法正確的是

 

 （填字母）．
A．該晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相同   
B．電負(fù)性：F＞E
C．該晶體中含有配位鍵     
D．半導(dǎo)體EB與EF互為等電子體
③（CH₃）₃E中E原子的雜化方式為

 

．
④該晶體中緊鄰的F原子之間與緊鄰的F、E兩原子之間距離的比值為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計算,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,“等電子原理”的應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次遞增；
D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，則D為Cl元素；
A⁺比D原子形成的離子少一個電子層，則A是Na元素；
B原子的p軌道半充滿，形成氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的，則B是P元素；
C與A形成A₂C型離子化合物，C原子序數(shù)大于B而小于D，則C是S元素；
E的原子序數(shù)為31，則E是Ga元素；
F與B屬同一主族，E與F形成的化合物常用于制造半導(dǎo)體，則F是As元素，再結(jié)合題目分析解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次遞增；
D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，則D為Cl元素；
A⁺比D原子形成的離子少一個電子層，則A是Na元素；
B原子的p軌道半充滿，形成氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的，則B是P元素；
C與A形成A₂C型離子化合物，C原子序數(shù)大于B而小于D，則C是S元素；
E的原子序數(shù)為31，則E是Ga元素；
F與B屬同一主族，E與F形成的化合物常用于制造半導(dǎo)體，則F是As元素；
（1）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以這幾種元素第一電離能從小到大順序是Na＜S＜P＜Cl，故答案為：Na＜S＜P＜Cl； 
（2）C是S元素，其氫化物是H₂S，硫化氫是V形結(jié)構(gòu)，正負(fù)電荷中心不重合，所以為極性分子，故答案為：極性；
（3）化合物PCl₃的分子中，P原子價層電子對個數(shù)為4且含有一個孤電子對，所以其空間構(gòu)型是三角錐形結(jié)構(gòu)，故答案為：三角錐；
（4）F是As元素，其原子核外有33個電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，其原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³或[Ar]3d¹⁰4s²4p³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³或[Ar]3d¹⁰4s²4p³；
（5）①該晶胞中，F(xiàn)原子個數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，故答案為：4；
②該晶胞中E是Ga、F是As原子，As原子個數(shù)是4、Ga原子個數(shù)=4，所以其化學(xué)式為GaAs，
A．氯化鈉晶體中Na離子配位數(shù)是6，該晶胞中Ga原子配位數(shù)是4，所以該晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl不同，故錯誤； 
B．電負(fù)性：As＞Ga，故正確；
C．該晶體中As含有孤電子對、Ga含有空軌道，所以含有配位鍵，故正確； 
D．等電子體原子個數(shù)相等且價電子數(shù)相等，所以半導(dǎo)體GaP與GaAs互為等電子體，故正確；
故選BCD；
③（CH₃）₃Ga中Ga原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，所以Ga的雜化方式為sp²，故答案為：sp²；
④根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，以E原子為中心，4個F原子構(gòu)成正四面體，設(shè)晶胞參數(shù)為a，則緊鄰的As原子核間距為2倍As原子半徑，即

2

2

a，而緊鄰As、Ga間距離想象為一個正方體內(nèi)接正四面體，經(jīng)過簡單計算可知正四面體體心為正方體體心，位于正方體體對角線中點(diǎn)處，把上述晶胞拆成8個等大的小立方體，可以發(fā)現(xiàn)其中4個的體心位置有Ga原子填充，小立方體的棱長為0.5a，則其體對角線長是

3

2

a，可得As、Ga間距為

3

4

a，綜上所訴，該晶體中緊鄰的F原子之間與緊鄰的F、E兩原子之間距離的比值為

2 6

3

，
故答案為：

2 6

3

．

點(diǎn)評：該題是高考中的常見題型和考點(diǎn)，屬于中等難度試題的考查，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力、自學(xué)能力和知識的遷移能力，難點(diǎn)是晶胞計算，題目難度中等．