Question

20．有A、B、C、D、E五种短周期元素，其中A、B、C属于同一周期，A原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子总数；B原子最外层中有两个不成对的电子；D、E原子核内各自的质子数与中子数相等，D单质可作半导体材料；B元素可分别与A、C、D、E生成RB₂型化合物，并知在DB₂和EB₂中，D与B的质量比为7：8，E与B的质量比为1：1．试回答：
（1）写出D元素基态原子的电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p²．
（2）A、B、C能够形成的等电子体：CO、N₂、CN^-．（写出三种）
（3）根据VSEPR模型预测C的氢化物的立体结构为三角锥形，中心原子C的轨道杂化类型为sp³．
（4）C的单质分子中π键的数目为2，B、D两元素的气态氢化物的稳定性大小关系为H₂O＞SiH₄（填化学式）．

Answer 1

分析 A原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子数总数，p能级电子数不超过6，则A的核外电子排布为1s²2s²2p²，故A为碳元素；A、B、C属于同一周期，即位于第二周期，B原子最外层中有两个不成对的电子，核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，故B为O元素，B元素可分别与A、C、D、E生成RB₂型化合物，则C为N元素，可形成NO₂化合物；在DB₂中D与B的质量比为7：8，则有M（D）：2M（O）=7：8，则M（D）=28，故D为Si元素；在EB₂中E与B的质量比为1：1，则M（E）=2M（O）=2×16=32，所以E为S元素，据此解答．

解答 解：A原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子数总数，p能级电子数不超过6，则A的核外电子排布为1s²2s²2p²，故A为碳元素；A、B、C属于同一周期，即位于第二周期，B原子最外层中有两个不成对的电子，核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，故B为O元素，B元素可分别与A、C、D、E生成RB₂型化合物，则C为N元素，可形成NO₂化合物；在DB₂中D与B的质量比为7：8，则有M（D）：2M（O）=7：8，则M（D）=28，故D为Si元素；在EB₂中E与B的质量比为1：1，则M（E）=2M（O）=2×16=32，所以E为S元素．
（1）D为Si元素，原子序数为14，基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p²；
（2）A（碳）、B（氧）、C（氮）能够形成的等电子体：CO、N₂、CN^-等，
故答案为：CO、N₂、CN^-；
（3）C的氢化物为NH₃，N原子孤电子对数为$\frac{5-1×3}{2}$=1，价层电子对数为3+1=4，空间结构为三角锥形，N原子的杂化轨道类型为sp³杂化，
故答案为：三角锥形；sp³；
（4）C为N元素，形成的单质为N≡N，含有2个π键，由于O的非金属性大于Si，则稳定性：H₂O＞SiH₄，
故答案为：2；H₂O；SiH₄．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、价层电子对互斥理论、杂化方式判断、化学键等，推断元素是解题关键，注意理解掌握同周期第一电离能异常原因．