Question

9．除氫元素外，非金屬元素都在p區(qū)，d區(qū)元素全部是金屬．
（1）第二周期元素中，第一電離能介于B、N之間的元素是Be、C、O（寫元素符號），基態(tài)溴原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵；
（2）第二周期非金屬元素之間能形成多種化合物：BF₃、CF₄、NF₃、OF₂、CO₂等，上述分子中，中心原子軌道雜化類型為sp³的是CF₄、NF₃、OF₂，屬于平面三角形的是BF₃；利用蒸氣密度法測量氟化氫氣體密度時，無論如何進(jìn)行操作，實驗值總是比理論值大，可能的原因是由于HF分子之間通過氫鍵形成（HF）_n締合分子；
（3）已知三氟化鐵熔點高于1000℃而三氯化鐵的沸點只有315℃，試解釋這種差異氟元素非金屬性比氯的強(qiáng)，三氟化鐵屬于離子晶體，三氯化鐵屬于分子晶體，離子鍵比分子間作用力強(qiáng)；
（4）（CN）₂分子中每個原子最外層均達(dá)到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則分子中σ鍵與π鍵數(shù)目比為3：4；HCl很穩(wěn)定而HI易分解的原因是H-Cl鍵長比H-I鍵長短，H-Cl鍵能比較H-I鍵能大；
（5）鈦的某種氧化物的晶胞如圖所示（黑球代表鈦），則鈦原子的配位數(shù)為6，假設(shè)二氧化鈦晶體的密度為a g/mL，則一個晶胞的體積V=$\frac{160}{a{N}_{A}}$mL．

Answer 1

分析 （1）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大強(qiáng)酸，但ⅡA、ⅤA元素第一電離能高于同周期相鄰元素；Br原子核外電子數(shù)為35，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫；
（2）判斷中心原子形成σ數(shù)目、中心原子孤電子對，判斷中心原子雜化方式及微�？臻g構(gòu)型；
由于HF分子之間存在氫鍵，會形成（HF）_n締合分子；
（3）三氟化鐵屬于離子晶體，三氯化鐵屬于分子晶體；
（4）（CN）₂分子中每個原子最外層均達(dá)到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N，單鍵為σ鍵，三鍵含有1個σ鍵、2個π鍵；
分子穩(wěn)定性由共價鍵強(qiáng)弱決定，鍵長越短，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定，分子越穩(wěn)定；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Ti原子周圍6個O原子形成化學(xué)鍵，故其配位數(shù)為6，根據(jù)均攤法計算晶胞中Ti、O原子數(shù)目，進(jìn)而計算晶胞質(zhì)量，根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計算晶胞體積．

解答 解：（1）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大強(qiáng)酸，N元素原子2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素，Be元素原子2s為全滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素，第二周期元素中，第一電離能介于B、N之間的元素有：Be、C、O；
Br原子核外電子數(shù)為35，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵，
故答案為：Be、C、O；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵；
（2）CF₄、NF₃、OF₂分子中心原子分別形成4個、3個、2個σ鍵，中心原子孤電子對分別為0、1、2，中心原子均為sp³雜化，BF₃中分子中心原子分別形成3個σ，中心原子孤電子對分別為0，B原子為sp²雜化，是平三角形結(jié)構(gòu)，CO₂分子中C原子為sp雜化，直線型結(jié)構(gòu)，
由于HF分子之間存在氫鍵，會形成（HF）_n締合分子，故其密度實驗值總是比理論值大
故答案為：CF₄、NF₃、OF₂；BF₃；由于HF分子之間通過氫鍵形成（HF）_n締合分子；
（3）氟元素非金屬性比氯的強(qiáng)，三氟化鐵屬于離子晶體，三氯化鐵屬于分子晶體，離子鍵比分子間作用力力強(qiáng)，三氟化鐵熔點高于1000℃而三氯化鐵的沸點只有315℃，
故答案為：氟元素非金屬性比氯的強(qiáng)，三氟化鐵屬于離子晶體，三氯化鐵屬于分子晶體，離子鍵比分子間作用力強(qiáng)；
（4）（CN）₂分子中每個原子最外層均達(dá)到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N，單鍵為σ鍵，三鍵含有1個σ鍵、2個π鍵，則分子中σ鍵與π鍵數(shù)目比為3：4；
分子穩(wěn)定性由共價鍵強(qiáng)弱決定，H-Cl鍵長比H-I鍵長短，H-Cl鍵能比較H-I鍵能大，故HCl穩(wěn)定而HI易分解，
故答案為：3：4；H-Cl鍵長比H-I鍵長短，H-Cl鍵能比較H-I鍵能大；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Ti原子周圍6個O原子形成化學(xué)鍵，故其配位數(shù)為6，晶胞中Ti原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，O原子數(shù)目為2+4×$\frac{1}{2}$=4，故晶胞質(zhì)量為$\frac{48×2+16×4}{{N}_{A}}$g，則晶胞體積=$\frac{48×2+16×4}{{N}_{A}}$g÷a g/mL=$\frac{160}{a{N}_{A}}$mL，
故答案為：6；$\frac{160}{a{N}_{A}}$mL．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及電離能、核外電子排布、雜化方式、空間構(gòu)型、化學(xué)鍵、氫鍵、晶胞計算等，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，難度中等．