Question

A、B、C、D、E、F六種短周期元素，核電荷數(shù)依次增加．只有E為金屬，A與E同主族，B與F同主族，B原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，D最外層有兩對(duì)成對(duì)電子．E⁺與C^3-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．請(qǐng)回答下列問題：
（1）F的價(jià)電子排布為

 

．B、F形成的化合物晶體類型是

 

．
（2）A、B、C、D形成的既有離子鍵又有共價(jià)鍵的化合物化學(xué)式為

 

．
（3）A、C形簡單分子有

 

對(duì)孤對(duì)電子、

 

個(gè)σ鍵，中心原子雜化方式為

 

．
（4）穩(wěn)定性：CA₃

 

FA₄．離子半徑：E⁺

 

C^3-．（填“＞”或“＜”）
（5）晶體硅與金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)相似，晶體硅晶體中少一些硅原子形成的“空穴”使晶體硅具有半導(dǎo)體功能．某晶體硅的密度是其最致密晶體密度的

3

4

，該晶體晶胞中最多有

 

個(gè)“空穴”

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,化學(xué)鍵,共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的主要類型,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A、B、C、D、E、F六種短周期元素，核電荷數(shù)依次增加，B原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8個(gè)，K層為最外層不超過2個(gè)，則B內(nèi)層為K層，所以B是C元素；
B與F同主族，且為短周期元素，則F是Si元素；
E原子序數(shù)大于B而小于F，E為金屬，E⁺與C^3-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則E為Na元素，C原子序數(shù)小于E，所以C為N元素；D最外層有兩對(duì)成對(duì)電子，且原子序數(shù)小于Na，則D為O元素；
A與E同主族，且這幾種元素中只有E是金屬，則A是H元素，
（1）F為Si元素，Si原子的3s、3p電子為其價(jià)電子；B是C元素、F是Si元素，二者形成化合物SiC，該化合物的構(gòu)成微粒是原子；
（2）H、C、N、O形成的既有離子鍵又有共價(jià)鍵的化合物為碳酸氫銨或碳酸銨等；
（3）H、N形簡單分子為NH₃，氨氣分子中含有一個(gè)孤電子對(duì)、3個(gè)σ鍵，中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4；
（4）元素的非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，其離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小；
（5）金剛石晶胞中C原子個(gè)數(shù)=4+8×

1

8

+6×

1

2

=8，晶體硅與金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)相似，所以晶體硅最致密晶體的晶胞中Si原子個(gè)數(shù)為8，設(shè)其晶胞體積為V，密度ρ=

M NA ×8

V

=

8M

VNA

，某晶體硅的密度是其最致密晶體密度的

3

4

，則該晶體硅的密度=

3

4

×

M NA ×8

V

=

6M

VNA

，根據(jù)其密度中原子個(gè)數(shù)判斷空穴個(gè)數(shù)．

解答： 解：A、B、C、D、E、F六種短周期元素，核電荷數(shù)依次增加，B原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8個(gè)，K層為最外層不超過2個(gè)，則B內(nèi)層為K層，所以B是C元素；
B與F同主族，且為短周期元素，則F是Si元素；
E原子序數(shù)大于B而小于F，E為金屬，E⁺與C^3-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則E為Na元素，C原子序數(shù)小于E，所以C為N元素；D最外層有兩對(duì)成對(duì)電子，且原子序數(shù)小于Na，則D為O元素；
A與E同主族，且這幾種元素中只有E是金屬，則A是H元素，
（1）F為Si元素，Si原子的3s、3p電子為其價(jià)電子，所以其價(jià)電子排布式為3s²3p² ；B是C元素、F是Si元素，二者形成化合物SiC，該化合物的構(gòu)成微粒是原子，所以屬于原子晶體，
故答案為：3s²3p² ；原子晶體；
（2）H、C、N、O形成的既有離子鍵又有共價(jià)鍵的化合物為碳酸氫銨或碳酸銨等，其化學(xué)式為NH₄HCO₃或（NH₄）₂CO₃，
故答案為：NH₄HCO₃或（NH₄）₂CO₃；
（3）H、N形簡單分子為NH₃，氨氣分子中含有一個(gè)孤電子對(duì)、3個(gè)σ鍵，中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，所以N原子雜化方式為sp³，故答案為：1；3；sp³；
（4）C是N元素、F是Si元素，非金屬性N＞Si，所以氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性NH₃＞SiH₄；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，其離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，E⁺、C^3-的電子層結(jié)構(gòu)相同，且E原子序數(shù)大于C，所以離子半徑E⁺＜C^3-，
故答案為：NH₃＞SiH₄；＜；
（5）金剛石晶胞中C原子個(gè)數(shù)=4+8×

1

8

+6×

1

2

=8，晶體硅與金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)相似，所以晶體硅最致密晶體的晶胞中Si原子個(gè)數(shù)為8，設(shè)其晶胞體積為V，密度ρ=

M NA ×8

V

=

8M

VNA

，某晶體硅的密度是其最致密晶體密度的

3

4

，則該晶體硅的密度=

3

4

×

M NA ×8

V

=

6M

VNA

，根據(jù)其密度知，該晶胞中Si原子個(gè)數(shù)是6，所以該晶體晶胞中最多有2個(gè)“空穴”，故答案為：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及晶胞計(jì)算、原子雜化、晶體類型判斷、核外電子排布等知識(shí)點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)都是高考高頻點(diǎn)，熟練掌握基本公式、基本理論即可解答，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算，會(huì)利用均攤法計(jì)算原子個(gè)數(shù)，題目難度中等．