Question

（2010?寶雞三模）[化學-選修3物質結構與性質]
現有A、B、C、D、E、F、G七種原子序數小于36的元素，其原子序數的依次增大，其中A、B、C、D、E為短周期元素．
已知：①A、C兩元素的基態原子中P能級上均有2個未成對電子；
②D是短周期中電負性最小的元素；
③E是一種非金屬元素，其基態原子中P能級上有1個未成對電子；
④元素F與元素D同族；
⑤元素G的基態原子中d能級上有3個空軌道．
請回答下列問題：
（1）元素B與元素C的第一電離能大小比較為

N

＞

O

（填元素符號），元素B與元素C對應氫化物的穩定性大小比較為

H₂O

＞

NH₃

（填分子式）．
（2）元素A與元素E形成的分子中各原子最外層均達到了8電子結構，該分子里的中心  原子的雜化軌道類型為

sp³

，分子中相鄰化學鍵之間的夾角為

109°28′

．
（3）元素D與元素F分別與元素E形成的晶體熔點高低的比較為

NaCl

＞

KCl

（填化學式），原因為

NaCl晶體的晶格能大于KCl晶體的晶格能

．
（4）元素G的基態原子的核外電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²

．
（5）由元素G與元素C組成的一種礦石叫金紅石，其晶體的一個晶胞結構如右圖所示，則可推知金紅石的化學式為

TiO₂

．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F、G七種原子序數小于36的元素，其原子序數的依次增大，其中A、B、C、D、E為短周期元素．
②D是短周期中電負性最小的元素，則D為鈉元素；④元素F與元素D同族，則F為鉀元素；③原子序數大于鈉元素小于鉀元素，原子核外有3個電子層，其基態原子中P能級上有1個未成對電子，電子數排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，即E為鋁元素或氯元素，E是一種非金屬元素，故E為氯元素；①A、C兩元素原子序數小于鈉元素，的基態原子中P能級上均有2個未成對電子，有2個電子層，核外電子排布式為1s²2s²2p²，1s²2s²2p⁴，故A為碳元素，C為氧元素；原子序數B介于碳元素與氧元素之間，故B為氮元素；⑤元素G的基態原子中d能級上有3個空軌道，原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，故G為鈦元素．

解答：A、B、C、D、E、F、G七種原子序數小于36的元素，其原子序數的依次增大，其中A、B、C、D、E為短周期元素．
②D是短周期中電負性最小的元素，則D為鈉元素；④元素F與元素D同族，則F為鉀元素；③原子序數大于鈉元素小于鉀元素，原子核外有3個電子層，其基態原子中P能級上有1個未成對電子，電子數排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，即E為鋁元素或氯元素，E是一種非金屬元素，故E為氯元素；①A、C兩元素原子序數小于鈉元素，的基態原子中P能級上均有2個未成對電子，有2個電子層，核外電子排布式為1s²2s²2p²，1s²2s²2p⁴，故A為碳元素，C為氧元素；原子序數B介于碳元素與氧元素之間，故B為氮元素；⑤元素G的基態原子中d能級上有3個空軌道，原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，故G為鈦元素．
故A為碳元素，B為氮元素，C為氧元素；D為鈉元素，E為氯元素，F為鉀元素，G為鈦元素．
（1）B為氮元素，C為氧元素；元素B的2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，電子能量低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O；非金屬性N＜O，所以氫化物穩定性H₂O＞NH₃．
故答案為：N＞O；H₂O＞NH₃．
（2）A為碳元素，E為氯元素，兩元素成的分子中各原子最外層均達到了8電子結構，該分子為CCl₄，碳原子與氯原子之間形成1對共用電子對，碳原子雜化軌道數為4，碳原子采取sp³雜化，分子空間構型為正四面體，所以分子中相鄰化學鍵之間的夾角為109°28′．
故答案為：sp³；109°28′．
（3）D為鈉元素，E為氯元素，F為鉀元素，元素D與元素E形成的晶體為氯化鈉晶體，元素F與元素E形成的晶體為氯化鉀，NaCl晶體的晶格能大于KCl晶體的晶格能，所以晶體熔點NaCl＞KCl．
故答案為：NaCl＞KCl；NaCl晶體的晶格能大于KCl晶體的晶格能．
（4）G為鈦元素，為22號元素，原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²．
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²．
（5）C為氧元素，G為鈦元素，由晶胞結構圖可知，Ti原子數為8×

1

8

+1×

1

2

=1.5，O原子數目為6×

1

2

=3，Ti原子與O原子數目之比為1.5：3=1：2，所以金紅石的化學式為TiO₂．
故答案為：TiO₂．

點評：考查結構與位置關系、元素周期律、核外電子排布規律、分子結構、晶體結構等，綜合性較大，難度中等，推斷元素是關鍵，推斷主要根據元素性質、原子結構進行，學生需對基礎知識全面掌握與理解．