第15讲 物质结构与性质
能力提升训练
1.(2015•湖北荆州质检)已知A、B、C、D、E、F、G为前四周期中的七种元素且原子序数依次增大,其中A的基态原子中没有成对电子;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;C原子核外成对电子数比未成对电子数多1个,其氢化物常用作制冷剂;D原子未成对电子数与周期数相同;在E元素所在周期中该原子的第一电离能最小;F原子价电子排布式为nsn-1npn+1;G原子有6个未成对电子。请回答下列问题:
(1)G元素基态原子的价电子排布式为________。
(2)B、C、D三种元素的最简单氢化物的键角由小到大的顺序为________(填元素符号),常温下硬度最大的B单质、E2F、A2D及A2F的沸点由大到小的顺序为______________________________________(填化学式)。
(3)D元素与氟元素相比,电负性:D元素________氟元素(填“>”、“=”或“<”),下列表述中能证明这一事实的是________(填选项序号)。
A.常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
B.氟气与D的氢化物剧烈反应,产生D的单质
C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
(4)B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为________;1 mol B2A4分子中含σ键________mol。
解析 A的基态原子中没有成对电子,则A为氢元素;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,每种轨道中的电子总数相同,则B的核外电子排布式为1s22s22p2,则B为碳元素;C的氢化物可作制冷剂,则C为氮元素;D原子未成对电子数与周期数相同,知D为氧元素;根据同一周期元素的第一电离能从左往右逐渐增大,故E属于第ⅠA族,结合F中n=3知F为S元素,则E为Na元素;由G原子有6个未成对电子知该元素为铬元素。(1)24号Cr元素的价电子排布式为3d54s1。
(2)CH4、NH3、H2O的键角分别为109.5°、107.3°、104.5°,则键角由小到大的顺序为O<N<C;硬度最大的B单质为金刚石,属原子晶体,E2F是Na2S,属离子晶体,H2O属分子晶体且因为含有氢键沸点较高,硫化氢属分子晶体,熔沸点较低,根据一般熔沸点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,故它们沸点由大到小的顺序为C>Na2S>H2O>H2S。
(3)D元素为氧元素,其电负性比氟小,B项,氟气与水发生反应置换出氧气,说明氟的非金属性强于氧,故其电负性大于氧,C项,根据OF2中氧显正价、氟显负价,可判断电负性氟大于氧。
(4)C2H4是乙烯,分子中C原子采用sp2杂化;根据其结构简式CH2CH2知1 mol C2H4分子中含σ键5 mol。
答案 (1)3d54s1 (2)O<N<C C>Na2S>H2O>H2S (3)< BC (4)sp2杂化 5
2.A、B、D、E、F五种元素的原子序数依次增大,除F为过渡元素外,其余四种均是短周期元素。已知:①F的单质为生活中最常见的金属之一,原子最外层有2个电子;②E原子的价电子排布为msnmpn,B原子的核外L层电子数为奇数;③A、D原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题:
(1)F的稳定价态离子的电子排布式是________________,A、B、D、E四种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________(用元素符号表示)。
(2)对于B的简单氢化物,其中心原子的轨道杂化类型是________,分子的立体构型为________________,该氢化物易溶于D的简单氢化物的主要原因是______________。
(3)D原子分别与A、B原子形成的单键中,键的极性较