Question

已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次递增．B原 子的P轨道半充满，形成氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的．D原子得到一个 电子后3p轨道全充满．A⁺比D原子形成的离子少一个电子层．C与A形成A₂C型离子 化合物．E的原子序数为31，F与B属同一主族，E与F形成的化合物常用于制造半导体． 请根据以上信息，回答下列问题：
（1）A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为

 

 （用元素符号表示）
（2）C的氢化物分子是

 

（填“极性”或“非极性”）分子．
（3）化合物BD₃的分子空间构型是

 

（4）F的核外电子排布式为

 

．
（5）E与F形成的化合物甲属于第三代半导体，用它制造的灯泡寿命是普通灯泡 的100倍，而耗能只有其10%．推广该化合物甲等发光二极管（LED）照明，是节能减排的有效举措．化合物甲的晶胞结构如右图（白球代表F，黑球代表E）．
试回答：
①该晶胞中所包含的F原子个数为

 

．
②下列说法正确的是

 

 （填字母）．
A．该晶胞结构与NaCl相同   
B．电负性：F＞E
C．该晶体中含有配位键     
D．半导体EB与EF互为等电子体
③（CH₃）₃E中E原子的杂化方式为

 

．
④该晶体中紧邻的F原子之间与紧邻的F、E两原子之间距离的比值为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,位置结构性质的相互关系应用,“等电子原理”的应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次递增；
D原子得到一个电子后3p轨道全充满，则D为Cl元素；
A⁺比D原子形成的离子少一个电子层，则A是Na元素；
B原子的p轨道半充满，形成氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的，则B是P元素；
C与A形成A₂C型离子化合物，C原子序数大于B而小于D，则C是S元素；
E的原子序数为31，则E是Ga元素；
F与B属同一主族，E与F形成的化合物常用于制造半导体，则F是As元素，再结合题目分析解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次递增；
D原子得到一个电子后3p轨道全充满，则D为Cl元素；
A⁺比D原子形成的离子少一个电子层，则A是Na元素；
B原子的p轨道半充满，形成氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的，则B是P元素；
C与A形成A₂C型离子化合物，C原子序数大于B而小于D，则C是S元素；
E的原子序数为31，则E是Ga元素；
F与B属同一主族，E与F形成的化合物常用于制造半导体，则F是As元素；
（1）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以这几种元素第一电离能从小到大顺序是Na＜S＜P＜Cl，故答案为：Na＜S＜P＜Cl； 
（2）C是S元素，其氢化物是H₂S，硫化氢是V形结构，正负电荷中心不重合，所以为极性分子，故答案为：极性；
（3）化合物PCl₃的分子中，P原子价层电子对个数为4且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥形结构，故答案为：三角锥；
（4）F是As元素，其原子核外有33个电子，根据构造原理知，其原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³或[Ar]3d¹⁰4s²4p³，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³或[Ar]3d¹⁰4s²4p³；
（5）①该晶胞中，F原子个数=8×

1

8

+6×

1

2

=4，故答案为：4；
②该晶胞中E是Ga、F是As原子，As原子个数是4、Ga原子个数=4，所以其化学式为GaAs，
A．氯化钠晶体中Na离子配位数是6，该晶胞中Ga原子配位数是4，所以该晶胞结构与NaCl不同，故错误； 
B．电负性：As＞Ga，故正确；
C．该晶体中As含有孤电子对、Ga含有空轨道，所以含有配位键，故正确； 
D．等电子体原子个数相等且价电子数相等，所以半导体GaP与GaAs互为等电子体，故正确；
故选BCD；
③（CH₃）₃Ga中Ga原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以Ga的杂化方式为sp²，故答案为：sp²；
④根据晶胞结构可知，以E原子为中心，4个F原子构成正四面体，设晶胞参数为a，则紧邻的As原子核间距为2倍As原子半径，即

2

2

a，而紧邻As、Ga间距离想象为一个正方体内接正四面体，经过简单计算可知正四面体体心为正方体体心，位于正方体体对角线中点处，把上述晶胞拆成8个等大的小立方体，可以发现其中4个的体心位置有Ga原子填充，小立方体的棱长为0.5a，则其体对角线长是

3

2

a，可得As、Ga间距为

3

4

a，综上所诉，该晶体中紧邻的F原子之间与紧邻的F、E两原子之间距离的比值为

2 6

3

，
故答案为：

2 6

3

．

点评：该题是高考中的常见题型和考点，属于中等难度试题的考查，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生的逻辑推理能力、自学能力和知识的迁移能力，难点是晶胞计算，题目难度中等．