Question

【题目】A、B、C、D是4种前三周期元素，且原子序数逐渐增大，这四种元素的基态原子的未成对电子数和电子层数相等。请回答下列问题：

（1）D元素的基态原子价电子排布式是：____________________________________；

（2）A、B、C三种元素可以形成化合物A4B2C2，它是厨房调味品之一。1 mol A4B2C2中含有________molσ键，其中B原子采用的杂化方式为：_____________；

（3）元素F的原子序数是介于B和C之间的，元素B、C、F的电负性的大小顺序是： _______________B、C、F的第一电离能的大小顺序是____________（由大到小，用元素符号填空）；

（4）随着科学的发展和大型实验装置（如同步辐射和中子源）的建成，高压技术在物质研究中发挥越来越重要的作用。高压不仅会引发物质的相变，也会导致新类型化学键的形成。近年来就有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl 晶体在50～300GPa 的高压下和Na 或Cl2反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体。下图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子，小球为钠原子)。写出A、B、C 的化学式。A:_______________; B:__________________; C:___________________

（5）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。合成磷化硼的化学反应方程式：BBr3＋PBr3＋3H2＝BP＋6HBr

①分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构。_____________、_________________

磷化硼晶体中磷原子作面心立方最密堆积，硼原子填入部分四面体空隙中。磷化硼的晶胞示意图如下：

②已知磷化硼的晶胞参数a = 478 pm，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距（dB-P）（写出计算式，不要求计算结果）____________________________。

Answer 1

【答案】 3s23p3 7 sp2、sp3 O>N>C N>O>C NaCl3 Na3Cl Na2Cl 平面三角形 三角锥 dB-P＝或（dB-P＝pm）

【解析】A、B、C、D是4种前三周期元素，且原子序数逐渐增大，这四种元素的基态原子的未成对电子数和电子层数相等。第一周期中，有1个未成对电子的是氢原子，其电子排布式为1s1；第二周期中，未成对电子是2个的有两种分别为：C：1s22s22p2和O：1s22s22p4；第三周期中，未成对电子是3个的是P：1s22s22p63s23p3； A、B、C、D分别为氢元素、碳元素、氧元素和磷元素。（1）D元素的基态原子价电子排布式是：3s23p3；（2）A、B、C三种元素可以形成化合物A4B2C2，它是厨房调味品之一，则为CH3COOH，即醋酸。1 mol CH3COOH中含有7molσ键，其中碳原子采用的杂化方式为：sp2、sp3；

（3）元素F的原子序数是介于碳和氧之间的，故F为氮元素，元素原子的得电子能力越强，则电负性越大，所以O>N>C；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，C、N、O元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，N处于第VA族，所以第一电离能N>O>C；（4）根据晶胞计算A中钠原子数为8×+1=2，氯原子数为12×=6，故分子式为NaCl3；B中钠原子数为4×+2=3，氯原子数为8×=1，故分子式为Na3Cl；C中钠原子数为4×+2×+2=4，氯原子数为8×=2，故分子式为Na2Cl； （5）①三溴化硼分子中硼原子的价层电子对数为=3，B原子按sp2方式杂化，没有孤电子对，所以分子空间构型为平面三角形，结构式为，三溴化磷分子中磷原子的价层电子对数为=4，P原子按sp3方式杂化，有一对孤电子对，所以分子空间构型为三角锥形，结构式为；②磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积，硼原子填入四面体空隙中，磷原子分布在面心和顶点上，如图所示已知磷化硼的晶胞边长a=478pm，则晶胞的体对角线长为a，晶体中硼原子和磷原子的核间距应为体对角线的，所以dB-P=×478pm=207pm。