Question

【化学－物质结构与性质】
N和B元素在化学中有很重要的地位。
（1）写出与N元素同主族的As元素的基态原子核外电子排布式_________________。
从原子结构的角度分析B、N和O元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
（2）N元素与B元素的氟化物化学式相似，均为AB₃型，但分子的空间结构有很大不同，其原因是_____________________________________________，其中BF₃的分子构型为__________。
（3）立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。BN的晶体结构与金刚石相似，其中B原子的杂化方式为________，微粒间存在的作用力是________。
（4）NaN₃是抗禽流感药物“达菲”合成过程中的中间活性物质，NaN ₃也可用于汽车的保护气囊。3 mol NaN ₃受撞击会生成4 mol N₂气体和一种离子化合物A。
①请写出上述NaN ₃撞击反应的化学方程式                             。
②根据电子云的重叠方式判断：N₂分子中存在的σ键和π键数目之比为      。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³     N＞O＞B
（2）N原子和B原子采用不同的杂化形式  平面三角形
（3）sp3  共价键
（4）3NaN₃=Na₃N＋N₂↑  1:2

试题分析：（1）根据构造原理可知，As元素的基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³。非金属性越强，第一电离能越大。但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，温度下强，所以氮元素的第一电离能大于氧元素的，即N＞O＞B。
（2）BF₃分子中B原子没有孤对电子，是sp2杂化，分子结构是平面三角形。NF₃分子中N原子含有1对孤对电子，是sp3杂化，分子结构是三角锥形结构。
（3）BN的晶体结构与金刚石相似，则B原子的杂化方式为sp3杂化，微粒间存在的作用力是共价键。
（4）①根据原子守恒可知，A应该是Na₃N，所以反应的方程式是3NaN₃=Na₃N＋N₂↑。
③氮气中σ键是普轨道“头碰头”重叠形成的，π键是p轨道“肩并肩”重叠形成的。所以根据氮原子的核外电子排布可知，N₂分子中存在的σ键和π键数目之比为1:2。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，贴近高考，试题在注重对基础知识巩固和训练的同时，更侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有助于培养学生逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。