Question

物质结构决定物质性质，回答下列涉及物质结构和性质的问题。

(1)笫二周期中，元素的第一电离能处于B与N之间的元素有______    种。

(2)某元素位于第四周期VII族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为___________。

(3)AlC1₃是有机合成和石油化工的催化剂，已知AlCl₃可以通过配位键形成具有桥式结构的双聚分子Al₂Cl₆，Al₂Cl₆分子的结构式为_________。

(4) KCN可被H₂O₂氧化为KOCN。KOCN可作为制药材料，其晶体类型是________，碳原子采取sp杂化，1mol该物质中含有的π键数目为______；H₂O₂常温下是液体，沸点较高(150℃)，其主要原因是____________。

(5)氮化硼(BN)和磷化硼(BP)都是受到高度关注的耐磨涂料，它们结构相似，但是氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高，其原因是________。

(6)磷化硼晶体的晶胞结构如图所示，在BP晶胞中B原子的堆积方式为______，若图中立方体的边长为a pm，则磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离为__________。

Answer

3 3d84s2 或 离子晶体 2NA 分子间存在氢键 由于二者形成的晶体都是原子晶体，而磷原子的半径比氮原子大，N—B共价键键长比B——P小，N—B共价键键能大，因此氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高。 面心立方堆积 或

【解析】（1）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，根据电离能的变化规律，半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素；
（2）元素位于第四周期VIII族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，C原子的电子排布为1s22s22p2，未成对电子数为2，则该元素为Ni，其基态原子的价层电子排布式为3d84s2；

(3)Cl原子最外层有7个电子，只能与Al原子各提供1个电子形成一个共价键，使自己达到8电子稳定结构．Al原子最外层有3个电子，可分别与3个Cl原子形成共价键，因而Cl原子与2个Al原子形成的化学键中，必有1个是配位键，由于电子对由Cl原子提供，这样Cl原子最外层电子数仍为8，Al原子最外层也成为8电子结构，则Al2Cl6分子的结构式为或；(4) KOCN是由活泼金属和非金属构成的属于离子晶体，C能形成的4个共价键，已知其杂化方式为sp杂化，说明含有2个δ键即有2个价层电子对，另外的2个共价键为π键，所以1mol该物质中含有的π键数目为2NA；②H2O2分子之间存在氢键，使其沸点较高；

(5)原子晶体中，物质熔点与原子半径、键长成反比，磷原子的半径比氮原子大，N-B共价键键长比B-P小，键能大，所以氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高；

(6)由晶胞结构可知，B原子处于晶胞顶点与面心，在BP晶胞中B的堆积方式为面心立方最密堆积，P原子与周围的4个B原子最近且形成正四面体结构，二者连线处于体对角线上，为体对角线的，立方体的每条边长为a pm，则晶胞体对角线长为apm，则P原子与B原子最近距离为apm×=pm。

点睛：解答时注意“同一周期元素中，元素第一电离能的变化趋势，及异常现象”，为答题的关键和易错点。所谓第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号I，单位kJ/mol。电离能的变化规律一般为：①同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。当外围电子在能量相等的轨道上形成全空（p0，d0，f0）、半满（p3，d5，f7）或全满（p6，d10，f14）结构时，原子的能量较低，元素的第一电离能较大（如图）。