Question

元素周期表中，金屬和非金屬分界線附近的元素性質(zhì)特殊．其單質(zhì)和化合物應(yīng)用廣
泛，成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)．
（1）鍺可以作半導(dǎo)體材料．寫(xiě)出基態(tài)鍺原子的外圍電子排布式

 

．
（2）環(huán)硼氮六烷的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)與苯很相似，故稱(chēng)無(wú)機(jī)苯，其結(jié)構(gòu)式如圖所示：
①第一電離能介于B、N之間的紹二周期的元家由大到小的順序是
②無(wú)機(jī)苯分子中B和N原子的雜化方式分別是

 

、

 

．
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論（VSEPR）推測(cè)：AsCl₃的VSEPR模型名稱(chēng)為

 

，AsO

3- 4

模型為

 

（4）釙（PO）是一種放射性金屬，它的晶胞的堆積棋型為簡(jiǎn)單立方堆積，釙的摩爾質(zhì)量為2098g/mol，晶胞的邊長(zhǎng)為apm，則它的晶胞的密度為

 

g/cm³．（N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，用代數(shù)式表示晶胞密度）

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷

專(zhuān)題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)出基態(tài)鍺原子外圍電子排布式；
（2）①同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；
②根據(jù)分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷；
（3）根據(jù)AsCl₃和AsO₄^3-中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，可以推得VSEPR模型；
（4）根據(jù)晶胞中原子數(shù)目計(jì)算結(jié)合摩爾質(zhì)量，計(jì)算晶胞質(zhì)量，再根據(jù)密度定義計(jì)算晶胞的密度．

解答： 解：（1）根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)出基態(tài)鍺原子外圍電子排布式：3d¹⁰4s²4p²，故答案：3d¹⁰4s²4p²；
（2）①同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，根據(jù)第一電離能的變化規(guī)律，半充滿的N原子和全充滿的Be原子第一電離能要比同周期原子序數(shù)大的原子高，故第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素，根據(jù)第一電離能的變化規(guī)律O＞C＞Be，故答案為：O＞C＞Be；
②無(wú)機(jī)苯分子中B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，所以B原子屬于sp²雜化，N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)也是3且不含孤電子對(duì)，所以N原子屬于sp²雜化，
故答案為：sp²；sp²；
（3）根據(jù)AsCl₃中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+1=4，所以As原子的雜化方式為sp³雜化，所以VSEPR模型名稱(chēng)為：正四面體，根據(jù)AsO₄^3-中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=4，所以As原子的雜化方式為sp³雜化，所以離子的空間構(gòu)型為：正四面體，
故答案為：正四面體；正四面體；
（4）晶胞的堆積棋型為簡(jiǎn)單立方堆積，則晶胞中含有1個(gè)原子，故晶胞質(zhì)量為

2098

N A

g，晶胞的體積為a³×10^-30cm³，故晶胞密度=

2098 N A g

a3×10- 30cm3

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

點(diǎn)評(píng)：本題考查核外電子排布，雜化類(lèi)型，空間結(jié)構(gòu)及晶胞的有關(guān)計(jì)算等，難度中等，注意根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中原子數(shù)目，計(jì)算晶胞的棱長(zhǎng)是計(jì)算的關(guān)鍵．