2019【高考】化学总复习 12 物质结构与性质(选学)(41)分子结构与性质(2)(含解析

时间：2026-01-21

2019

（41）分子结构与性质

李仕才

1．(2017年高考·课标全国卷Ⅱ)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：

(1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为____________

_________________________________________________________。

(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是________________________；氮元素的E1呈现异常的原因是______________________________________。

(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。

①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为________。(填标号)

A．中心原子的杂化轨道类型

B．中心原子的价层电子对数

C．立体结构

D．共价键类型

②R中阴离子N－5中的σ键总数为____________个。分子中的大π键可用符号Πn m表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π66)，则N－5中的大π键应表示为____________。

③图(b)中虚线代表氢键，其表示式为(NH＋4)N—H…Cl、________、________。

解析：(1)根据构造原理可知氮原子价电子排布式为2s22p3，根据洪特规则和泡利原理

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2 可写出其价电子的轨道表达式。

(2)从题图(a)可以看出：除N 外，同周期元素随核电荷数依次增大，E 1逐渐增大，这是因为随原子半径逐渐减小，结合一个电子需要释放出更多的能量；N 原子的2p 轨道处于半充满状态，不易再结合一个电子，故E 1呈现异常。

(3)①结合题图(b)可知：晶体R 中两种阳离子为NH ＋4和H 3O ＋，两种阳离子的中心原子均采取sp 3杂化；NH ＋4中成键电子对数为4，H 3O ＋中含1个孤电子对和3个成键电子对，即中心原子的价层电子对数均为4；两种阳离子中均存在极性键，不存在非极性键。NH ＋4和H 3O ＋分别为正四面体结构和三角锥形结构，即立体结构不同。②从题图(b)中可以看出：阴离子N －5

呈五元环状结构，其含有的σ键总数为5个；N －5中参与形成大π键的电子数为6，故可将

其中的大π键表示为Π6

5。答案：(1)

(2)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N 原子的2p 轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子

(3)①ABD C ②5 Π65 ③(H 3O ＋)O —H…N(N －5)

(NH ＋4)N —H…N(N －5)

2．(2016年高考·课标全国卷Ⅲ)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：

(1)写出基态As 原子的核外电子排布式________。

(2)根据元素周期律，原子半径Ga________As ，第一电离能Ga________As 。(填“大于”或“小于”)

(3)AsCl 3分子的立体构型为________，其中As 的杂化轨道类型为________。

(4)GaF 3的熔点高于 1 000 ℃，GaCl 3的熔点为77.9 ℃，其原因是______________________________________________________。

解析：(1)As 的原子序数为33，则基态As 原子的核外电子排布为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 3。