Question

3．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数位次递增．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是．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）B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为S＜P＜Cl（用元素符号表示）；
（2）写出比D的原子序数大7的Q原子的电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；
（3）化合物BD₃的空间构型是三角锥形；
（4）上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED），其材料是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%．化合物甲的晶胞结构如图（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4；
②与同一个E原子相连的F原子构成的空间构型为正四面体；
③下列说法正确的是acd；
a．E、F处于同一周期
b．该晶胞结构与NaCl相同
c．电负性：F＞E
d．EF晶体中含有配位键
④（CH₃）₃E中E原子的杂化方式为sp²杂化．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数位次递增．B原子的p轨道半充满，外围电子排布式应为nS²nP³，形成的氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的，由于氨气分子之间存在氢键，沸点高于同主族其它气态氢化物，则B为P元素；D原子得到一个电子后3p轨道全充满，原子的电子排布式应为1S²2S²2P⁶3S²3P⁵，故D为Cl元素；A⁺比D原子形成的离子少一个电子层，则A为Na元素；C与A形成A₂C型离子化合物，则C为第ⅥA主族元素，根据核电荷数可知C为S元素；E的原子序数为31，则E为Ga；F与B属同一主族，F的原子序数大于E，则F为As．

解答 解：A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数位次递增．B原子的p轨道半充满，外围电子排布式应为nS²nP³，形成的氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的，由于氨气分子之间存在氢键，沸点高于同主族其它气态氢化物，则B为P元素；D原子得到一个电子后3p轨道全充满，原子的电子排布式应为1S²2S²2P⁶3S²3P⁵，故D为Cl元素；A⁺比D原子形成的离子少一个电子层，则A为Na元素；C与A形成A₂C型离子化合物，则C为第ⅥA主族元素，根据核电荷数可知C为S元素；E的原子序数为31，则E为Ga；F与B属同一主族，F的原子序数大于E，则F为As．
（1）同一周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，P元素原子3p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能的顺序为：S＜P＜Cl，
故答案为：S＜P＜Cl；
（2）比D的原子序数大7的Q的原子核外电子数为24，电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；
（3）PCl₃中P形成3个键，孤电子对数为$\frac{5-1×3}{2}$=1，价层电子对数为4，所以分子的空间构型是平三角锥形，
故答案为：三角锥形；
（4）①该晶胞中所包含的F原子个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故答案为：4；
②与同一个E原子相连的F原子构成的空间构型为正四面体，故答案为：正四面体；
③a．E为Ga、F为As，二者均处于第四周期，故a正确；
b．NaCl晶胞中离子配位数为6，该晶胞结构与NaCl不同，故b错误；
c．同周期自左而右电负性增大，故电负性：F＞E，故c正确；
d．EF晶体晶胞中E、F原子数目均为4，原子配位数均为，即Al与4个As形成共价键，含有1个配位键，故d正确．
故选：acd；
④（CH₃）₃Ga中Ga原子含有形成3个键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，杂化方式为sp²杂化，
故答案为：sp²杂化．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、电负性、空间构型与杂化方式、晶胞计算等，推断元素的种类是解答本题的关键，需要学生具备扎实的基础，难度中等．