Question

前四周期元素 A、B、C、D、E 的原子序数依次增大，A 元素原子的核外电子只有一种运动状 态；基态 B 原子 s 能级的电子总数比 p 能级的多 1；基态 C 原子和基态 E 原子中成对电子数均是未成对电 子数的 3 倍；D 形成简单离子的半径在同周期元素形成的简单离子中最小。回答下列问题：

（1） E 的元素名称为________。

（2）元素 A、B、C 中，电负性最大的是________（填元素符号，下同），元素 B、C、D 第一电离能由大到小的顺序为________。

（3）与同族其它元素 X 形成的 XA₃相比，BA₃易液化的原因是________；BA₃分子中键角________109°28'（填“>”“<”或“=”），请写出与BA₃互为等电子体的一个离子________。

（4）BC₃ 离子中 B 原子轨道的杂化类型为________，BC₃ 离子的立体构型为________。

（5）化合物DB是人工合成的半导体材料，它的晶胞结构与金刚石（晶胞结构如图 所示）相似。若 DB 的晶胞参数为 a pm，则晶体的密度为________g·cm⁻³（用N_A表示阿伏加德罗常数）。

Answer

铬 O N＞O＞Al NH3分子间易形成氢键 ＜ H3O+ sp2 平面三角形 ×1030。

【解析】

前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A元素原子的核外电子只有一种运动状态，则A为H元素；基态C原子中成对电子数是未成对电子数的3倍，为O元素；基态B原子s能级的电子总数比p能级的多1，则B为N元素；D形成简单离子的半径在同周期元素形成的简单离子中最小，原子序数大于C，为Al元素；基态E原子中成对电子数是未成对电子数的3倍，且原子序数大于D，则E为Cr元素，通过以上分析知，A、B、C、D、E分别是H、N、O、Al、Cr元素。

（1） E为Cr，E 的元素名称为铬，故答案为：铬；

（2）元素的非金属性越强，其电负性越大，非金属性O>N>H，则电负性O>N>H，所以电负性最大的是O元素；同一主族元素第一电离能随着原子序数增大而减小，则第一电离能B>Al，同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，则第一电离能N>O，所以第一电离能N>O>Al，故答案为：O；N>O>Al；

（3）氨气分子之间存在氢键导致其易液化；氨气分子中N原子含有一个孤电子对和3个共价键，甲烷分子C原子形成4个共价键，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以氨气分子键角小于甲烷分子中键角，即分子中键角<109°28′；等电子体满足两个条件：①原子个数相同，②价电子数相同，与NH3互为等电子体的一个离子为H3O+，故答案为：氨气分子间易形成氢键；<；H3O+；

（4）B、C分别为N、O，形成NO3-离子中N原子价层电子对个数3，且没有孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化类型为sp2，该微粒空间构型平面三角形，故答案为：sp2；平面三角形；

（5）该晶胞中Al原子个数为4、N原子个数为4，该晶胞体积为（a×10-10cm）3，该晶体密度为，故答案为：。