Question

現有A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素，它們的原子序數依次增大，D原子核外啞鈴形原子軌道上有2個未成對電子，D與A形成的化合物分子構型是V型。B元素是形成化合物種類最多的元素，A、B的最外層電子數之和與C的最外層電子數相等，F是同周期第一電離能最小的元素。
（1）寫出C元素基態原子的價電子排布式       ；B、C、D三種元素電負性由大到小的順序為（用元素符號表示）       ；
（2）E與A能形成分子式為EA的化合物。接近EA沸點的EA蒸氣的相對分子質量測量值要大于其分子計算值，原因是       ；C、D分別與A形成最簡單分子中，穩定性較高的是       （填化學式）分子；該分子再與A⁺結合成離子時，ACA鍵的鍵角會       （填“變大”、“不變”或“變小”）
（3）C與F形成的化合物FC₃中，C₃的空間構型為             ，C₃^—中心原子采用       雜化。灼燒FC₃時，火焰呈現特殊顏色，請從原理上解釋產生該現象的原因：       。
（4）右圖為B元素的某種單質晶體的晶胞，則該晶體中B原子的空間占有率為      （用r表示B的原子半徑，用帶r的表達式表示，不必簡化）

Answer 1

（1）2s₂2p₃        O＞N＞C
（2）HF分子間通過氫鍵作用形成(HF)n分子，使相對分子質量增大      H₂O
（3）直線型   在加熱條件下，低能級電子躍遷到高能級，不穩定，電子由高能級躍遷回低能級，能量以光波形式釋放，使火焰呈現特殊顏色
（4）或

試題分析：D原子核外啞鈴形原子軌道上有2個未成對電子，可知D的p軌道電子排布為：p²或者p⁴D與A形成的化合物分子構型是V型，則D的p軌道電子排布為：p⁴，D為氧元素，A為氫元素。B元素是形成化合物種類最多的元素，則B為碳元素，C為氮元素。F是同周期第一電離能最小的元素，則F為鈉元素，E為氟元素。
（1）C為氮元素，價電子排布為：2s²2p³，同周期元素從左至右電負性逐漸增大，所以電負性由大到小為：O＞N＞C。
（2）E與A能形成分子式為EA的化合物為HF，HF分子間存在很強的氫鍵，分子易形成多聚體（HF）_n
所以相對分子質量要大于HF。C、D分別與A形成最簡單分子為NH₃和H₂O，非金屬性O＞N，所以氫化物的穩定性H₂O＞NH₃。H₂O與H⁺形成H₃O⁺，H₂O中有兩對孤對電子，而H₃O⁺只有一對孤對電子，孤對電子數目減少，對共價鍵的排斥力也減小，因此H-O-H鍵角變大。
（3）C與F形成的化合物FC₃為NaN₃，N₃^-與CO₂為等電子體，中心氮原子采取sp雜化，因此N₃^-空間構型為直線型。灼燒NaN₃時，鈉原子低能級電子躍遷到高能級形成激發態，激發態不穩定，電子又從激發態遷回基態，從高能級躍遷到低能級，放出能量，能量以光波的形式存在，使火焰呈現特殊的顏色。
（4）該原子表示的是金剛石的晶胞。通過計算一個金剛石晶胞含有碳原子數為：個，碳原子的半徑為r，則碳原子所占的體積為V₁=。設晶胞的邊長為a，根據金剛石晶胞的結構，則，則，則晶胞的體積V=（）³，則該晶體中B原子的空間占有率為：×100%