Question

（13分）【化學—物質結構與性質】
氮、磷屬于同主族元素，廣泛存在于生產生活的各種物質中。
（1）N原子價電子軌道表示式                            ；
（2）PCl₅晶體中只有PCl₄⁺和PCl₆^-微粒，其晶體結構與氯化銫相同。PCl₅晶體類型是         ；PCl₄⁺的空間構型是             ；
（3）PCl₆^-呈正八面體的結構（如圖），該離子中  （填“是”或“否”）存在配位鍵，原因是    ；

（4）NCl₃分子中，N原子雜化方式是         ；NCl₃不穩定，易發生分解：2NCl₃(l)＝N₂(g)+3Cl₂(g)，分解過程中形成σ鍵和π鍵數目之比為         ；
（5）C、N、O三種元素的第五電離能(I₅)由大到小順序是                           。

Answer 1

（1）（2分） （2）離子晶體（1分） 正四面體（1分）（3）是（1分）；
P原子只有5個價電子，但在該離子中P原子形成了6個共價鍵，必有一個配位鍵。（2分）
（4）sp³ （2分）     2:1（2分） （5）C＞O＞N（2分）

試題分析：（1）N元素是第二周期第ⅤA族元素，原子價電子是5個，根據洪特規則可知，其價電子的軌道表示式為。
（2）PCl₅晶體中只有PCl₄⁺和PCl₆^-微粒，其晶體結構與氯化銫相同，由于氯化銫是由離子鍵形成的離子晶體，因此PCl₅晶體類型是離子晶體；PCl₄⁺中P原子含有的孤對電子對數＝ ＝0，即不存在孤對電子，由于磷原子的價層電子對數是4，所以空間構型是正四面體。
（3）由于P原子只有5個價電子，但在該離子中P原子形成了6個共價鍵，因此必有一個配位鍵。
（4）NCl₃分子中，氮原子的孤對電子對數＝ ＝1，即含有1對孤對電子，因此價層電子對數是4，所以N原子雜化方式是sp³雜化；NCl₃不穩定，易發生分解：2NCl₃(l)＝N₂(g)+3Cl₂(g)。氮氣中含有三鍵，氯氣中全部是單鍵，由于單鍵都是σ鍵，而三鍵是由1個σ鍵和2個π鍵構成的，因此在分解過程中形成σ鍵和π鍵數目之比為（3+1）:2＝2:1。
（5）碳元素失去4個電子已經達到2電子穩定結構，因此第五電離能最大。而氮元素失去5個電子后也達到2電子的穩定結構，所以氮元素的第五電離能小于氧元素的第五電離能，則C、N、O三種元素的第五電離能(I₅)由大到小順序是C＞O＞N。