答案 (1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) 第四周期Ⅷ族
(2)①sp3 正四面体形 ②配位键、离子键 ③氨分子和水分子间能形成氢键 氨分子和水分子都是极性分子,相似相溶 (3)2NA C22 3(4)×4
3
－
4×83
×1010
a·NA
考向突破二 以某类元素及化合物为载体的综合题
1.题型特点
以几种已知的元素立题,依托不同元素的物质,独立或侧重考查原子结构、分子结构和晶体结构。
2.解题指导
除“考向一”中的解题策略外,常见分析、比较类解题技巧如下:
(1)第一电离能、电负性:掌握规律和特殊。随着原子序数的递增,元素的第一电离能、电负性呈周期性变化:同周期从左到右,元素的第一电离能有逐渐增大的趋势,稀有气体的第一电离能最大,除第一周期外,碱金属的第一电离能最小;同主族元素从上到下,第一电离能有逐渐减小的趋势。
(2)稳定性强弱:化学键的稳定性、分子的稳定性比较。 (3)熔、沸点的高低、晶体类型、构成晶体微粒间作用力大小。 ①不同晶体类型的熔、沸点比较:(一般规律);
②同种晶体类型的熔、沸点比较:(结构相似)分子晶体、原子晶体、离子晶体; ③金属晶体:由于金属键的差别很大,其熔、沸点差别也很大。
1.N、P、As、Ga、Cr、Cu等元素形成的化合物种类繁多,具有重要的研究价值和应用价值。请回答下列问题:
(1)基态Cr原子的价电子排布式为________。
(2)N2F2分子中,氮原子的杂化轨道类型为________,N2F2可能的两种结构为
________________________________________________________________________。 (3)PCl3和PCl5是磷元素形成的两种重要化合物,请根据价层电子对互斥理论推测PCl3的立体构型:______________。
(4)砷化镓的熔点为1 238 ℃,具有空间网状结构,作为半导体,性能比硅更优良。砷化镓属于________晶体。已知氮化硼与砷化镓属于同类型晶体,则两种晶体熔点较高的是________(填化学式),其理由是_____________________________________________
________________________________________________________________________。 上述两种晶体的四种元素电负性最小的是________(填元素符号)。
(5)铜的化合物种类很多,如图所示的是氯化亚铜的晶胞结构,已知晶胞的棱长为a cm,则氯化亚铜密度的计算式为ρ＝________ g·cm3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
－
答案 (1)3d54s1 (2)sp2 (3)三角锥形 (4)原子 BN
4×99.5二者均为原子晶体,B—N键的键长比Ga—As键的键长短,键能更大 Ga (5)3
aNA
[思路点拔]
解析 (1)Cr的原子序数为24,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,价电子排布式为3d54s1。(2)在N2F2分子中,F原子与N原子共用1对电子达到8电子稳定结构,两个N原
子间需共用两对电子达到8电子稳定结构,即因此1个N原子形成2个
σ键,1个π键,还有1对孤电子对,因此价层电子对数为3,杂化轨道类型为sp2。因为存在N==N
键,类比C==C键的顺反异构可知,可形成的两种分子结构为和。(3)
磷原子最外层有5个电子,其中3个电子分别和氯原子形成三对共用电子对,另有一对孤电子对,根据价层电子对互斥理论推测PCl3的立体构型为三角锥形。(4)砷化镓是具有空间网状结构的晶体,熔点为1 238 ℃,熔点较高,为原子晶体,氮化硼与砷化镓均属于原子晶体,B—N键的键长比Ga—As键的键长短,键能更大,故氮化硼晶体熔点较高。一般情况下,非金属性越强,电负性越大,四种元素中Ga的非金属性最弱,元素电负性最小。(5)氯化亚铜密度计算公式为ρ×V×NA1－＋＝N×M,氯化亚铜的摩尔质量(M)为99.5 g·mol1,根据晶胞图可知1个CuCl晶胞中Cu有8×
81－
＋6×＝4个,Cl有4个,所以该晶胞中含有4个CuCl,已知晶胞的棱长为a cm,体积为a3cm3,代入
24×99.5－
上述公式得ρ＝3 g·cm3。
aNA
2.同周期元素中卤族元素的非金属性最强,能形成许多具有强氧化性的物质,回答下列问题。 (1)写出基态溴原子核外电子排布式________________________________________________,氟、氯、溴、氧四种元素中,电负性由大到小的顺序为________________。
(2)卤素单质的熔点、沸点随着元素原子序数的递增而升高,其原因是__________________;卤素可形成众多的二元化合物:如OF2、S2Cl2、NF3、PCl3、SnCl2、CCl4等。则SnCl2的分子构型为________,OF2的中心原子杂化类型为________。
(3)氯化铬酰(CrO2Cl2)是有机合成中常用的氧化剂或氯化剂,它是易溶于CS2、CCl4的液体,则其晶体类型最可能是__________晶体,分子结构最可能是下列图Ⅰ中的___________。