已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)依次遞增。B原子的P軌道半充滿(mǎn),形成氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的。D原子得到一個(gè)電子后3P軌道全充滿(mǎn)。A+比D原子形成的離子少一個(gè)電子層。C與A形成A2C型離子化合物。E的原子序數(shù)為31,F(xiàn)與B屬同一主族,E與F形成的化合物常用于制造半導(dǎo)體。根據(jù)以上信息,回答下列問(wèn)題:
(1)A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序?yàn)?u> (用元素符號(hào)表示)。
(2)化合物BD3的分子空間構(gòu)型是 。
(3)上海世博會(huì)場(chǎng)館,大量的照明材料或屏幕都使用了發(fā)光二極管(LED),其材料是E與F形成的化合物甲(屬于第三代半導(dǎo)體),用它制造的燈泡壽命是普通燈泡的100倍,而耗能只有其10%;衔锛椎木ОY(jié)構(gòu)如右圖(白球代表F,黑球代表E)。試回答:
①該晶胞中所包含的F原子(白色球)個(gè)數(shù)為 。
②與同一個(gè)E原子相連的F原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為 。
③下列說(shuō)法正確的是 。
A.該晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相同 B.半導(dǎo)體EB與EF互為等電子體
C.電負(fù)性:F>E D.EF晶體中含有配位鍵
④ (CH3)3E中E原子的雜化方式為 。
⑤該晶體中緊鄰的F原子之間與緊鄰的F、E兩原子之間距離的比值為
(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)
(1)Na<S<P<Cl (2)三角錐形(3)① 4 ②正四面體 ③BCD ④SP2 ⑤
【解析】
試題分析:B原子的P軌道半充滿(mǎn),形成氫化物的沸點(diǎn)是同主族元素的氫化物中最低的,這說(shuō)明該元素應(yīng)該是第ⅤA族的P元素。D原子得到一個(gè)電子后3P軌道全充滿(mǎn),所以D是氯元素。A+比D原子形成的離子少一個(gè)電子層,所以A是Na元素。C與A形成A2C型離子化合物,且C的原子序數(shù)大于B的,因此C是S元素。E的原子序數(shù)為31,則E是Ga。F與B屬同一主族,且E的原子序數(shù)大于F的,所以F是砷元素。
(1)非金屬性越強(qiáng),第一電離能越大。但由于P原子的3p軌道電子處于半充滿(mǎn)狀態(tài),穩(wěn)定性強(qiáng),所以第一電離能大于硫元素的,則A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序?yàn)镹a<S<P<Cl。
(2)化合物BD3分子中中心原子P原子含有1對(duì)孤對(duì)電子,所以分子空間構(gòu)型是三角錐形。
(3)①該晶胞中所包含的F原子(白色球)個(gè)數(shù)為8×1/8+6×1/2=4個(gè)。
②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,與同一個(gè)E原子相連的F原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體型結(jié)構(gòu)。
③氯化鈉是的配位數(shù)是6個(gè),該晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl不相同,所以選項(xiàng)A不正確;原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)分別都相等的是等電子體,則選項(xiàng)B正確;非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大,則選項(xiàng)C正確;As原子含有孤對(duì)電子,所以可以形成配位健,選項(xiàng)D正確,答案選BCD。
④ (CH3)3E分子是平面型結(jié)構(gòu),所以中心E原子的雜化方式為sp2雜化。
⑤根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,以E原子為中心,4個(gè)F原子構(gòu)成正四面體,所以該晶體中緊鄰的F原子之間與緊鄰的F、E兩原子之間距離的比值為
設(shè)晶胞參數(shù)為a,則緊鄰的As原子核間距為2倍As原子半徑,即。而緊鄰As、Ga間距離請(qǐng)想象一個(gè)正方體內(nèi)接正四面體,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算可知正四面體體心為正方體體心,位于正方體體對(duì)角線(xiàn)中點(diǎn)處。把上述晶胞拆成8個(gè)等大的小立方體,可以發(fā)現(xiàn)其中4個(gè)的體心位置有Ga原子填充。小立方體的棱長(zhǎng)為0.5a,則其體對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)是,可得As、Ga間距為,綜上所訴,該晶體中緊鄰的F原子之間與緊鄰的F、E兩原子之間距離的比值為。
考點(diǎn):考查晶體結(jié)構(gòu)、電離能、分子空間構(gòu)型、雜化軌道類(lèi)型、電負(fù)性的有關(guān)判斷以及化學(xué)式的有關(guān)計(jì)算
點(diǎn)評(píng):該題是高考中的常見(jiàn)題型和考點(diǎn),屬于中等難度試題的考查,試題綜合性強(qiáng),側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練,有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力、自學(xué)能力和知識(shí)的遷移能力,提高學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。本題主要是元素“位、構(gòu)、性”三者關(guān)系的綜合考查,比較全面考查學(xué)生有關(guān)元素推斷知識(shí)和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力,考查了學(xué)生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系以及運(yùn)用元素周期律解決具體化學(xué)問(wèn)題的能力。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
A、Fe、Cu、Al、Ag | B、Al、Cu、Fe、Ag | C、Cu、Ag、Al、Fe | D、Ag、Al、Cu、Fe |
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