Question

现有前四周期元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大。A的基态原子核外电子占据3个能级，最外层电子数是电子层数的2倍。基态B原子与A同周期，p能级达到半充满。C原子电子层数与最外层电子数相等。B和E同主族，基态D原子的价层电子排布通式为ns²np¹。

请回答下列问题：

（1）基态E原子的价电子排布式为             。

（2）上述5种元素中，电负性最大的元素是         ，lmolAB^-中含有键的数目是            。

（3）BO₃^-的空间构型为            ，写出它的一种等电子体          。

（4）B、C可组成二种新型无机非金属材料CB，具有耐高温，耐磨性能。它的晶体类型为           ，其晶胞与金刚石晶胞相似，已知晶胞边长为apm，则该晶胞的密度为         g/cm³。(用含a、N_A的式子表示)。

（5）D、B可组成第三代半导体材料，其晶胞如图所示，它的化学式为                。

Answer

（1）4s24p3；（2）N；2NA；（3）平面三角形；CO32-；

（4）原子晶体；；（5）GaN。

【解析】

试题分析：前四周期元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大，A的基态原子核外电子占据3个能级，最外层电子数是电子层数的2倍，则A为C，基态B原子与A同周期，p能级达到半充满，则B为N，C原子电子层数与最外层电子数相等，则C为Al，基态D原子的价层电子排布通式为ns2np1，D的原子序数大于Al，则D为Ga，B和E同主族，则E为As。

（1）E为As，基态E原子的价电子排布式为4s24p3，故答案为：4s24p3；

（2）根据元素周期律可知，同周期从左向右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上向下，元素的电负性逐渐减小，所以上述5种元素中，电负性最大的元素是N，CN-与N2互为等电子体，结构相似，lmolCN-中含有π键的数目是2NA，故答案为：N；2NA；

（3）NO3-的中心原子氮原子的价层电子对数为=3，所以NO3-的空间构型为平面三角形，它的一种等电子体为CO32-，故答案为：平面三角形；CO32-；

（4）B、C可组成二种新型无机非金属材料为AlN，具有尉高温，耐磨性能，它的晶体类型为原子晶体，其晶胞与金刚石晶胞相似，则每个晶胞中含有4个铝原子和4个氮原子，已知晶胞边长为apm，则该晶胞的密度为=g/cm3，故答案为：原子晶体；；

（5）D为Ga，B为N，D、B可组成第三代半导体材料，根据晶胞图可知，晶胞中含有N原子数为6×+4=6，含有Ga原子数为12×+2×+3=6，所以化学式为GaN，故答案为：GaN。

【考点定位】考查晶胞的计算；原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用

【名师点晴】本题考查结构性质与位置关系、核外电子排布规律、电负性、分子的空间构型、晶胞的计算等，综合性较大。推断元素是解题的关键，注意基础知识的掌握。晶胞的计算是历年高考选作常考题型常用均摊法确定晶胞中粒子数目：对于立方晶胞：①顶点：每个顶点的原子被8个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占1/8份额；②棱：每条棱的原子被4个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占1/4份额；③面上：每个面的原子被2个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占1/2份额；④内部：内部原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞。