Question

第四周期元素的單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛．

（1）第四周期元素中，基態(tài)原子的最外層只有1個(gè)電子的元素共有　　種．元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2．該元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布為　．

（2）鉑絲蘸取氯化鈣在酒精燈上灼燒，火焰呈現(xiàn)磚紅色，顯色原因是　　（填序號(hào)）．

A．氯化鈣受熱揮發(fā)               B．氯化鈣受熱分解

C．鈣離子中電子躍遷           D．氯離子中電子躍遷

（3）無水硫酸銅呈白色，吸水后形成膽礬，呈藍(lán)色．科學(xué)家通過X射線測(cè)定出膽礬的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)可用如圖表示．

①膽礬晶體中除共價(jià)鍵、配位鍵及微弱的范德華力外，還存在的兩種作用力是　　和　　．

②膽礬晶體CuSO₄•5H₂O可以寫出[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O，其中配位原子是　　，配位數(shù)是　　．

③銅離子形成膽礬中配位離子的離子方程式為　．

④CO、NH₃等也能與Cu⁺形成配合物．[Cu（NH₃）n]⁺溶液可用于吸收合成氨原料氣中的CO，加熱吸收CO后的溶液又將放出CO．加熱分解放出CO的過程中，必須克服微粒間的哪類作用力？　　．

⑤過渡金屬配合物Ni（CO）_n的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，則n=　　．

（4）Mn、Fe均為第四周期過渡元素，兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)如右表．據(jù)表判斷Mn²⁺和Fe²⁺再失去﹣個(gè)電子的難易，并從原子結(jié)構(gòu)的角度簡述其原因　　．

元素	Mn	Fe
電離能kJ•mol﹣1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

Answer 1

考點(diǎn)：

配合物的成鍵情況；原子核外電子排布；焰色反應(yīng)．

專題：

基本概念與基本理論．

分析：

（1）第四周期元素中，基態(tài)原子的最外層只有1個(gè)電子的元素有K、Cr、Cu元素；元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2，則X元素核外電子數(shù)=2+8+18+2=30，為Zn元素，其原子核外有30個(gè)電子，其3d、4s電子為其價(jià)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫該元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布；

（2）鈣元素的焰色反應(yīng)為磚紅色，進(jìn)行焰色反應(yīng)時(shí)，吸收能量，鈣離子電子發(fā)生躍遷；

（3）①銅離子和硫酸根離子之間存在離子鍵；H原子和O原子之間存在氫鍵；

②根據(jù)配合物知，其配原子是O原子，根據(jù)內界中水分子個(gè)數(shù)確定配位數(shù)；

③銅離子和水分子形成水和銅離子；

④銅離子和CO形成配位鍵；

⑤Ni（CO）_n的中心原子價(jià)電子數(shù)是10，每個(gè)CO分子提供1個(gè)電子對(duì)，據(jù)此確定n值；        

（4）電離能越大，越不容易失去電子，根據(jù)第三電離能可知Mn²⁺再失去電子比Fe²⁺更難，電子處于半滿、全滿、全空是更穩(wěn)定．

解答：

解：（1）第四周期元素中，基態(tài)原子的最外層只有1個(gè)電子的元素有K、Cr、Cu元素；元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2，則X元素核外電子數(shù)=2+8+18+2=30，為Zn元素，其原子核外有30個(gè)電子，其3d、4s電子為其價(jià)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知該元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為3d¹⁰4s²，

故答案為：3；3d¹⁰4s²；

（2）鉑絲蘸取氯化鈣在酒精燈上灼燒時(shí)，鈣離子吸收能量而發(fā)生電子躍遷，所以火焰呈現(xiàn)磚紅色，故選C；

（3）①銅離子和硫酸根離子之間存在離子鍵；H原子和O原子之間存在氫鍵，故答案為：離子鍵；氫鍵；

②根據(jù)配合物知，其配原子是O原子，根據(jù)內界中銅離子配體水分子個(gè)數(shù)是4，所以其配位數(shù)是4，故答案為：O；4；

③銅離子和水分子形成水和銅離子，離子方程式為Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺，故答案為：Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺；

④銅離子和CO形成配位鍵，所以加熱分解放出CO的過程中，必須克服微粒間作用力是配位鍵，故答案為：配位鍵；

⑤中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，中心原子是Ni，價(jià)電子排布3d⁸4s²，共10個(gè)電子，CO配位時(shí)，提供碳原子上的一對(duì)孤對(duì)電子，所以n==4，故答案為：4；       

（4）Mn的I₃=3248 kJ•mo1^﹣1大于Fe的I₃=2957 kJ•mo1^﹣1，所以Mn²⁺再失去電子比Fe²⁺更難，原因是Mn²⁺的電子排布為[Ar]3d⁵，屬于較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu)，而Fe²⁺的電子排布為[Ar]3d⁶，易失去1個(gè)電子形成較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu)，故答案為：Mn²⁺再失去電子比Fe²⁺更難，原因是Mn²⁺（3d⁵）屬于較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu)，而Fe²⁺的電子排布為[Ar]3d⁶，易失去1個(gè)電子形成較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu)．

點(diǎn)評(píng)：

本題考查了配合物成鍵情況、原子失電子難易程度、原子價(jià)電子排布式等知識(shí)點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)都是考試熱點(diǎn)，知道配位鍵的形成條件、原子失電子難易程度與電子排布的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)，注意氫鍵屬于分子間作用力，配位鍵屬于共價(jià)鍵，為易錯(cuò)點(diǎn)，注意CO結(jié)構(gòu)和N₂分子結(jié)構(gòu)相同，二者為等電子體，題目難度中等．