Question

前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，基态A原子核外电子占锯3个轨道，基态B原子核外电子占据3个能级且每个能级上电子数相等，C的双原子单质分子中σ键和π键数目之比为1:2，D的最高正化合价和最低负化合价之和等于4；基态E原子核外有6个未成对电子。

(1)基态E原子的核外电子排布式为______；基态D原子核外电子占据的能量最高的能级符号为_____________。

(2)A元素的各级电离能如下：

能级(I)	I1	I2	I3	I4	I5
电离能/kJ·mol^-1	800.6	2427	3660	25026	32827

分析上表数据知，相邻两个电子的电离能中，I₃和I₄之间差异最大，其主要原因是______________。

(3)A、B、C元素的最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强，其原因是________。

(4)氯元素与A、B、C元素组成的共价分子ACl₃、BCl₄、CCl₃中，中心原子采用sp³杂化、立体构型为三角锥形的是_______(填分子式)。

(5)(DC)₄为热色性固体，且有色温效应。低于-30℃时为淡黄色，室温下为橙黄色，高于100℃时为深红色。在淡黄色→橙黄色→深红色的转化中，破坏的作用力是____；在常压下，(DC)₄高于130℃分解为相应的单质，这一变化中破坏的作用力是_______。在B、C、D的简单气态氢化物中，属于非极性分子的是______(填分子式，下同)，常与Cu²⁺、Zn²⁺、Ag⁺等形成配离子的是_______________。

(6)A、C形成立方晶体，晶体结构类似金刚石，如图所示。已知：该晶体密度为ρg·㎝^-3，N_A代表阿伏伽德罗常数的值。

①该晶体的化学式为__________。

②在该晶体中，A与C形成共价键的键长(d)为_____pm。

Answer

1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 3p 硼原子的I3、I4对应的2个电子分別处于不同的能层或硼原子失去第3个电子后，达到稳定结构，不易再失去电子 B、C、N的非金属性依次增强或H3BO3、H2CO3、HNO3的非羟基氧原子个数依次为0、1、2 NC13 分子间作用力或范德华力 化学键或共价键或极性键 CH4 NH3 BN ×1010

【解析】试题分析：因为A、B、C、D、E为原子序数依次增大的前四周期元素，基态A原子核外电子占锯3个轨道，基态B原子核外电子占据3个能级且每个能级上电子数相等，则基态B原子核外电子排布式为：1s22s22p2，故B为C元素；基态A原子核外电子排布式为：1s22s22p1，故A为B元素；C的双原子单质分子中σ键和π键数目之比为1:2，则C为N元素；基态E原子核外有6个未成对电子，则E处于第四周期，外围电子排布为：3d54s1，为Cr元素；D的最高正化合价和最低负化合价之和等于4，为S元素。综上分析，A为B元素、B为C元素、C为N元素、D为S元素、E为Cr元素。

（1）E为Cr元素，基态E原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；D为S元素，基态D原子核外电子占据的能量最高的能级符号为3p。

（2）基态B原子核外电子排布式为：1s22s22p1，所以硼原子失去第3个电子后，达到稳定结构，不易再失去电子（或者说，硼原子的I3、I4对应的2个电子分別处于不同的能层），因此硼原子相邻两个电子的电离能中，I3和I4之间差异最大；。故答案为：硼原子失去第3个电子后，达到稳定结构，不易再失去电子（或硼原子的I3、I4对应的2个电子分別处于不同的能层）。

（3）B、C、N的非金属性依次增强，所以B、C、N元素的最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强；或者说，含氧酸可表示为：(HO)mROn，酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关，n越大，酸性越强。故答案为：B、C、N的非金属性依次增强（或H3BO3、H2CO3、HNO3的非羟基氧原子个数依次为0、1、2）。

（4）BCl3中硼原子价层电子对个数=3+×（3−3×1）=3，且不含孤电子对，采用sp2杂化，分子构型为平面三角形；CCl4分子中碳原子价层电子对个数=4+×（4−4×1）=4，且不含孤电子对，采用sp3杂化，分子构型为正四面体型；NCl3分子中价层电子对个数=3+（5−3×1）=4，采用sp3杂化，该分子中含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥型。故答案为：NCl3。

（5）由已知(SN)4高于130℃时分解，破坏的是化学键（或共价键或极性键）；在低于该温度时发生的颜色变化中，破坏的作用力是分子间作用力（或范德华力）。C、N、S的简单气态氢化物中，CH4呈正四面体结构，四条键的极性刚好抵消，所以是非极性分子；NH3分子为三角锥形，氮原子为顶点，整个分子正负电荷中心不对称，所以是极性分子；硫最外层有6个电子，它和两个氢原子形成两对共用电子对后还有2对孤对电子，一共有4对电子在硫周围，这四对电子呈四面体型结构，其中两个方向被氢占据，还有2个方向被孤电子对占据，所以分子呈V型，正负电荷中心不能重合，为极性分子。NH3中H的电子云严重偏向N，使得N的孤对电子十分突出，配位能力很强，常与Cu2+、Zn2+、Ag+等形成配离子。综上分析，答案为：分子间作用力或范德华力；化学键或共价键或极性键；CH4；NH3。

（6）如图，B（白色）占据立方体的8个顶点和6个面心，所以有8/8+6/2=4个；N(黑色)占据八分之一个晶胞的中心，共4个，故该晶体的化学式为：BN；设晶胞边长为a、键长为d，则d=a，根据已知条件可得：a=pm = pm，所以d=×pm。