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)電子層中的未成對電子有3個(gè)，e的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與e同族，e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />
（1）e元素基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹．
（2）b、c、d三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序?yàn)镾＜O＜N（填元素符號），其原因是同一周期，隨著原子序數(shù)的增加，元素的第一電離能呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，但氮元素的最外層電子達(dá)到半充滿的穩(wěn)定構(gòu)型，其第一電離能大于氧元素，同主族自上而下，元素第一電離能減小，氧元素第一電離能大于硫元素；．
（3）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，寫出兩種）．
（4）已知c、e能形成晶胞如圖甲和圖乙所示的兩種化合物，化合物的化學(xué)式為分別為：甲CuO，乙Cu₂O；甲高溫易轉(zhuǎn)化為乙的原因是Cu₂O中Cu的d軌道為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定．
（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)；陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)（如圖丙所示）．該化合物中，陰離子為SO₄^2-，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是H元素；c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，原子最外層電子數(shù)是6，所以c是O元素；d與c同族，則d是S元素；b的價(jià)電子層中的未成對電子有3個(gè)，且原子序數(shù)小于c，則b是N元素；e的最外層只有一個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，則e是Cu元素，據(jù)此進(jìn)行答題．

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是H元素；c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，原子最外層電子數(shù)是6，所以c是O元素；d與c同族，則d是S元素；b的價(jià)電子層中的未成對電子有3個(gè)，且原子序數(shù)小于c，則b是N元素；e的最外層只有一個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，則e是Cu元素，
（1）e為銅元素，其基態(tài)核外電子總數(shù)為26，其基態(tài)原子電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）b、c、d分別是N、O、S元素中，元素的非金屬性越強(qiáng)，其第一電離能越大，同一周期元素中，第一電離能隨著原子序數(shù)的增大呈增大趨勢，但第VA族元素大于相鄰元素，所以N、O、S中第一電離能從大到小的順序?yàn)椋篘＞O＞S，
故答案為：S＜O＜N；同一周期，隨著原子序數(shù)的增加，元素的第一電離能呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，但氮元素的最外層電子達(dá)到半充滿的穩(wěn)定構(gòu)型，其第一電離能大于氧元素，同主族自上而下，元素第一電離能減小，氧元素第一電離能大于硫元素；
3）a是H元素，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，該分子為NH₃，氨氣分子中氮原子含有3個(gè)共價(jià)鍵和一個(gè)孤電子對，所以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，
故答案為：sp³；H₂O₂、N₂H₄；
（4）O、Cu形成的化合物，晶胞甲中，白色球數(shù)目=1+8×$\frac{1}{8}$+2×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{4}$=4，黑色球數(shù)目為4，故該晶體中Cu、O原子數(shù)目之比為1：1，該化合物為CuO；晶胞乙中白色球數(shù)目=1+8×$\frac{1}{8}$=2，黑色球數(shù)目為4，為A₂B型，故該化合物化學(xué)式為Cu₂O；Cu₂O中Cu的d軌道為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，CuO高溫易轉(zhuǎn)化為Cu₂O，
故答案為：CuO；Cu₂O；Cu₂O中Cu的d軌道為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定；
（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)，說明該陰離子價(jià)層電子對個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對，應(yīng)為SO₄^2-；
陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)（如圖2所示），陽離子為Cu²⁺，配位數(shù)是6，在八面體上下頂點(diǎn)上分子含有兩個(gè)共價(jià)鍵且含有兩個(gè)孤電子對，為H₂O分子，有2個(gè)，正方形平面上四個(gè)頂點(diǎn)上分子含有3個(gè)共價(jià)鍵且含有一個(gè)孤電子對，所以為NH₃分子，有4個(gè)，其化學(xué)式為[Cu（NH₃）₄（H₂O）₂]SO₄，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-；H₂O；H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱．

點(diǎn)評 本題是對物質(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、配合物等知識點(diǎn)，對于分子空間結(jié)構(gòu)，采取逆向形式進(jìn)行考查，具有一定的開放性，增大題目難度．