Question

18．元素周期表中，金屬和非金屬分界線附近的元素性質(zhì)特殊，其單質(zhì)及化合物應用廣泛，成為科學研究的熱點．
（1）鍺（Ge）可以作半導體材料，寫出基態(tài)鍺原子的電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²或[Ar]3d¹⁰4s²4p²．
（2）環(huán)硼氮六烷的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)與苯很相似，故稱為無機苯，其結(jié)構(gòu)為．
①第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有3種．
②無機苯分子中1個氮原子給有空軌道的硼原子提供1個孤電子對，形成1個配位鍵．
③硼、氮原子的雜化方式是sp²．
（3）硅烷的通式為Si_nH_2n+2，隨著硅原子數(shù)增多，硅烷的沸點逐漸升高，其主要原因是相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力最大．最簡單的硅烷是SiH₄，其中的氫元素顯-1價，其原因為氫原子的電負性比硅原子電負性大．
（4）根據(jù)價層電子對互斥理論（VSEPR）推測：AsCl₃的VSEPR模型名稱：正四面體；AsO₄^3-的立體構(gòu)型：正四面體．
（5）釙（Po）是一種放射性金屬，它的晶胞堆積模型為簡單立方堆積，釙的摩爾質(zhì)量為209g•mol^-1，晶胞的密度為ρ g•cm^-3，則它晶胞的邊長（a）為$\root{3}{\frac{209}{ρ{N}_{A}}}×1{0}^{10}$ pm．（N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，用代數(shù)式表示晶胞邊長）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)構(gòu)造原理書寫出基態(tài)鍺原子核外電子排布式；
（2）①同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；
②配離子中中心原子提供空軌道，配體提供孤電子對；
③根據(jù)分子中中心原子的價層電子對數(shù)判斷；
（3）結(jié)構(gòu)相似，摩爾質(zhì)量越大，分子間作用力越大，沸點越高，化合物中電負性大的元素吸引電子能量強，顯負價；
（4）根據(jù)AsCl₃和AsO₄^3-中心原子的價層電子對數(shù)，可以推得VSEPR模型；
（5）晶胞的堆積模型為簡單立方堆積，則晶胞中含有1個原子，結(jié)合摩爾質(zhì)量，計算晶胞質(zhì)量為$\frac{209}{{N}_{A}}$，再根據(jù)密度定義計算晶胞的體積，然后求邊長．

解答 解：（1）鍺為32號元素，根據(jù)構(gòu)造原理書寫，其基態(tài)鍺原子核外電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²或[Ar]3d¹⁰4s²4p²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²或[Ar]3d¹⁰4s²4p²；
（2）①同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，根據(jù)電離能的變化規(guī)律，半充滿的N原子和全充滿的Be原子第一電離能要比同周期原子序數(shù)大的原子高，故第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素；
故答案為：3；
②無機苯分子中1個氮原子給有空軌道的硼原子提供1個孤電子對，形成1個配位鍵，
故答案為：配位；
③無機苯分子中B原子的價層電子對數(shù)是3且不含孤電子對，所以B原子屬于sp²雜化，N原子的價層電子對數(shù)也是3且不含孤電子對，所以N原子屬于sp²雜化，
故答案為：sp²；
（3）結(jié)構(gòu)相似，摩爾質(zhì)量越大，分子間作用力越大，沸點越高，化合物中電負性大的元素吸引電子能量強，顯負價，
故答案為：相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力增大；氫原子的電負性比硅原子電負性大；
（4）根據(jù)AsCl₃中心原子的價層電子對數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)=3+1=4，所以As原子的雜化方式為sp³雜化，所以VSEPR模型名稱為：正四面體，根據(jù)AsO₄^3-中心原子的價層電子對數(shù)為=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)=4，所以As原子的雜化方式為sp³雜化，所以離子的空間構(gòu)型為：正四面體，
故答案為：正四面體；正四面體；
（5）晶胞的堆積模型為簡單立方堆積，則晶胞中含有1個原子，故晶胞質(zhì)量為$\frac{209}{{N}_{A}}$g，晶胞的體積為V=a³cm³，故晶胞密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{209}{ρ{N}_{A}}g}{{a}^{3}c{m}^{3}}$，解得a=$\root{3}{\frac{209}{ρ{N}_{A}}}$cm=$\root{3}{\frac{209}{ρ{N}_{A}}}×1{0}^{10}$pm，
故答案為：$\root{3}{\frac{209}{ρ{N}_{A}}}×1{0}^{10}$．

點評 本題考查核外電子排布、雜化類型、空間結(jié)構(gòu)及晶胞的有關計算等，難度中等，注意根據(jù)均攤法計算晶胞中原子數(shù)目，計算晶胞的棱長是計算的關鍵．