Question

现有A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，D原子核外哑铃形原子轨道上有2个未成对电子，D与A形成的化合物分子构型是V型。B元素是形成化合物种类最多的元素，A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，F是同周期第一电离能最小的元素。

（1）写出C元素基态原子的价电子排布式        ；B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序为（用元素符号表示）        ；

（2）E与A能形成分子式为EA的化合物。接近EA沸点的EA蒸气的相对分子质量测量值要大于其分子计算值，原因是        ；C、D分别与A形成最简单分子中，稳定性较高的是        （填化学式）分子；该分子再与A⁺结合成离子时，ACA键的键角会        （填“变大”、“不变”或“变小”）

（3）C与F形成的化合物FC₃中，C₃的空间构型为              ，C₃^—中心原子采用        杂化。灼烧FC₃时，火焰呈现特殊颜色，请从原理上解释产生该现象的原因：        。

（4）右图为B元素的某种单质晶体的晶胞，则该晶体中B原子的空间占有率为       （用r表示B的原子半径，用带r的表达式表示，不必简化）

Answer

（1）2s22p3         O＞N＞C

（2）HF分子间通过氢键作用形成(HF)n分子，使相对分子质量增大      H2O

（3）直线型    在加热条件下，低能级电子跃迁到高能级，不稳定，电子由高能级跃迁回低能级，能量以光波形式释放，使火焰呈现特殊颜色

（4）或

【解析】

试题分析：D原子核外哑铃形原子轨道上有2个未成对电子，可知D的p轨道电子排布为：p2或者p4D与A形成的化合物分子构型是V型，则D的p轨道电子排布为：p4，D为氧元素，A为氢元素。B元素是形成化合物种类最多的元素，则B为碳元素，C为氮元素。F是同周期第一电离能最小的元素，则F为钠元素，E为氟元素。

（1）C为氮元素，价电子排布为：2s22p3，同周期元素从左至右电负性逐渐增大，所以电负性由大到小为：O＞N＞C。

（2）E与A能形成分子式为EA的化合物为HF，HF分子间存在很强的氢键，分子易形成多聚体（HF）n

所以相对分子质量要大于HF。C、D分别与A形成最简单分子为NH3和H2O，非金属性O＞N，所以氢化物的稳定性H2O＞NH3。H2O与H+形成H3O+，H2O中有两对孤对电子，而H3O+只有一对孤对电子，孤对电子数目减少，对共价键的排斥力也减小，因此H-O-H键角变大。

（3）C与F形成的化合物FC3为NaN3，N3-与CO2为等电子体，中心氮原子采取sp杂化，因此N3-空间构型为直线型。灼烧NaN3时，钠原子低能级电子跃迁到高能级形成激发态，激发态不稳定，电子又从激发态迁回基态，从高能级跃迁到低能级，放出能量，能量以光波的形式存在，使火焰呈现特殊的颜色。

（4）该原子表示的是金刚石的晶胞。通过计算一个金刚石晶胞含有碳原子数为：个，碳原子的半径为r，则碳原子所占的体积为V1=。设晶胞的边长为a，根据金刚石晶胞的结构，则，则，则晶胞的体积V=（）3，则该晶体中B原子的空间占有率为：×100%

考点：本题考查物质结构与性质。具体考察元素周期表短周期元素价电子排布规律、电负性规律、非金属氢化物的稳定性、氢键、简单分子的杂化轨道理论和空间构型、晶体结构相关计算。