Question

11．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大，a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，回答下列問(wèn)題：
（1）a、c、d中第一電離能最大的是O（填元素符號(hào)），e的價(jià)層電子軌道示意圖為．
（2）a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為sp³；分子中既含有極性共價(jià)鍵、又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是H₂O₂、N₂H₄（填化學(xué)式，寫(xiě)出兩種）．
（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H₂SO₃．（填化學(xué)式）
（4）c和e形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1，則其中元素e的化合價(jià)為+1
（5）這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)；陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)（如圖2所示）．該化合物中，陰離子為SO₄^2-，陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類(lèi)型有共價(jià)鍵和配位鍵；該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是H₂O，判斷理由是H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱．

Answer 1

分析 周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大，a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，則a為H元素；c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)，只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則c是O元素；b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，且原子序數(shù)小于氧，則b是N元素；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，e處于第四周期，e原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，為Cu元素；d與c同族，且原子序數(shù)小于e，所以d為S元素，據(jù)此解答．

解答 解：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大，a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，則a為H元素；c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)，只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則c是O元素；b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，且原子序數(shù)小于氧，則b是N元素；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，e處于第四周期，e原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，為Cu元素；d與c同族，且原子序數(shù)小于e，所以d為S元素．
（1）a、c、d分別是H、O、S元素中，元素的非金屬性越強(qiáng)，其第一電離能越大，故O元素第一電離能最大；e為Cu元素，價(jià)層電子排布為3d¹⁰4s¹，其價(jià)電子軌道示意圖為，
故答案為：O；；
（2）H元素和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子為NH₃，該分子中N原子形成3個(gè)共價(jià)鍵、有一對(duì)孤電子對(duì)，所以N原子的雜化方式為sp³；分子中既含有極性共價(jià)鍵、又含有非極性共價(jià)鍵的化合物有H₂O₂、N₂H₄等
故答案為：sp³；H₂O₂、N₂H₄；
（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H₂SO₃，故答案為：HNO₂、HNO₃；H₂SO₃；
（4）c和e形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1，c離子個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，e離子個(gè)數(shù)=4，所以該化合物為Cu₂O，則e離子的電荷為+1，
故答案為：+1；
（5）這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)，說(shuō)明陰離子的中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，所以陰離子為硫酸根離子，陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)（如圖2所示），陽(yáng)離子的配位數(shù)是6，由配體形成的化合價(jià)可知，其中氨分子個(gè)數(shù)是4、水分子個(gè)數(shù)是2，水分子、氨分子與銅離子之間是配位鍵，水分子和氨分子內(nèi)部有共價(jià)鍵，所以陽(yáng)離子中含有共價(jià)鍵、配位鍵；
H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱，所以該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是H₂O，
故答案為：SO₄^2-；共價(jià)鍵和配位鍵；H₂O；H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的考查，涉及電離能、核外電子排布、分子結(jié)構(gòu)、晶胞計(jì)算、配合物等知識(shí)點(diǎn)，對(duì)于分子空間結(jié)構(gòu)，采取逆向形式進(jìn)行考查，具有一定的開(kāi)放性，增大題目難度．