Question

原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素．其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同；D为短周期中原子半径最大的主族元素；E的原子序数为22。

(1)①E被称为“国防金属”和“生物金属”，是重要的结构材料。E原子基态的外围核外电子排布式为              ；

②金红石(EO₂)的熔点1825℃，用熔盐法直接电解金红石可获得金属E，金红石所属的晶体类型是         晶体；

③ECl₄能与NH₄Cl反应生成配合物(NH₄)₂[ECl₆]。此配合物中，形成配位键时提供孤对电子的有        (填元素符号)。与NH₄^＋互为等电子体的一种阴离子为       (填化学式)，其中心原子杂化类型为       杂化。

(2)在A、B、C三种元素中，电负性由小到大的顺序是            (用元素符号回答)。

(3)元素A的简单气态氢化物的沸点        (“高于”,“低于”)元素B的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是             。

(4)由B形成的离子B₃^－与AC₂互为等电子体，则B₃^－的

分子构型为        。

(5)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为        。

Answer

（1）①3d24s2；②离子；③N、Cl；BH4－；sp3

（2）C＜O＜N

（3）低于；氨气分子间可以形成氢键，增大了分子间作用力；

（4）直线型；（5）NaNO2。

【解析】

试题分析：原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素，A的基态原于有3个不同的能级，各能级中的电子数相等，则A是C元素；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同，C原子序数大于A，则C为O元素；B原子序数大于A而小于C，则B是N元素；D为它所在短周期中原子半径最大的主族元素，则D是Na元素；E的原子序数是22，则E是钛。

（1）①根据构造原理知钛原子基态的外围核外电子排布式3d24s2；②金红石)的熔点1825℃，用熔盐法直接电解金红石可获得金属钛，金红石所属的晶体类型是离子晶体；③TiCl4能与NH4Cl反应生成配合物(NH4)2[TiCl6]。由于铵根中也含有配位键，则此配合物中，形成配位键时提供孤对电子的有N和Cl。原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，则与NH4＋互为等电子体的一种阴离子为BH4－，其中心原子杂化类型为sp3杂化。

（2）A、B、C分别是C、N、O元素，同一周期元素，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，所以电离能从小到大顺序是C＜O＜N；

（3）含有氢键的氢化物熔点较高，氨气分子中含有氢键、甲烷中不含氢键，所以氨气熔沸点高于甲烷；

（4）等电子体原子个数相等、价电子数相等。由B形成的离子B3－与AC2互为等电子体，由于CO2是直线形结构，则N3－的分子构型为直线形；

（5）由N、O、Na三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，该晶胞中N原子个数=1+8×1/8=2、O原子个数=2+16×1/8=4，Na原子个数=8×1/4=2，所以该晶胞中Na、N、O原子个数之比=2：2：4=1：1：2，则化学式为NaNO2。

【考点定位】本题考查物质结构和性质

【名师点晴】该题考查的知识点较多，涉及晶胞计算、原子杂化、等电子体、氢键、第一电离能、原子核外电子排布等知识点，这些都是高考高频点，明确均摊法、价层电子对互斥理论、元素周期律、构造原理等知识点即可解答。注意在对物质性质进行解释时，是用化学键知识解释，还是用范德华力或氢键的知识解释，要根据物质的具体结构决定。另外判断晶体类型时需要注意：晶体的结构决定晶体的性质，晶体的性质反映了晶体的结构，物质的组成和结构是判断晶体类型的根本依据，在根据物质的性质和类别判断晶体类型时还要考虑到不同物质的特性，如一般情况下盐类是离子晶体，但AlCl3是分子晶体，原子晶体一般不导电，但晶体硅能导电等。