Question

10．元素周期表中第四周期元素由于受3d電子的影響，性質(zhì)的遞變規(guī)律與短周期元素略有不同．
（1）第四周期過(guò)渡元素的明顯特征是形成多種多樣的配合物．
①CO可以和很多過(guò)渡金屬形成配合物，如羰基鐵[Fe（CO）₅]、羰基鎳[Ni（CO）₄]．CO分子中C原子上有一對(duì)孤對(duì)電子，C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，與CO互為等電子體的離子為CN^-（填化學(xué)式）．
②金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成液態(tài)Ni（CO）₄分子．423K時(shí)，Ni（CO）₄分解為Ni和CO，從而制得高純度的Ni粉．試推測(cè)Ni（CO）₄易溶于下列bc．
a．水       b．四氯化碳       c．苯       d．硫酸鎳溶液
（2）第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大，總趨勢(shì)是逐漸增大的．鎵的基態(tài)原子的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹，Ga的第一電離能卻明顯低于Zn，原因是Zn原子的價(jià)電子排布式為3d¹⁰4s²，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定，故Zn的第一電離能大于Ga．
（3）用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)H₂Se和BBr₃的立體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)結(jié)論都正確的是d．
a．直線形；三角錐形      b．V形；三角錐形   c．直線形；平面三角形    d．V形；平面三角形
（4）2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者Gerhard  Ertl利用光電子能譜證實(shí)：潔凈鐵（可用于合成氨反應(yīng)的催化劑）的表面上存在氮原子，如圖為氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖（圖中小黑色球代表氮原子，灰色球代表鐵原子）．則在圖示狀況下，鐵顆粒表面上$\frac{N}{Fe}$原子數(shù)比值的最大值為1：2．

Answer 1

分析 （1）①CO分子中C原子上有一對(duì)孤對(duì)電子，C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則C、O之間為三鍵；等電子體中原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)都相同；
②根據(jù)相似相溶原理分析；
（2）根據(jù)核外電子排布式的書(shū)寫(xiě)規(guī)則書(shū)寫(xiě)；根據(jù)價(jià)電子排布判斷電離能的大��；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論來(lái)判斷；
（4）根據(jù)氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖可以看出，每個(gè)鐵原子周?chē)��?個(gè)氮原子，而每個(gè)氮原子周?chē)��?個(gè)鐵原子，據(jù)此答題．

解答 解：（1）①CO分子中C原子上有一對(duì)孤對(duì)電子，C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，等電子體中原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)都相同，則 N₂、CN^-、CO的原子數(shù)都是2，價(jià)電子數(shù)都是10，則互為等電子體，
故答案為：C≡O(shè)；CN^-；
②Ni（CO）₄中Ni采取SP³雜化，是正四面體結(jié)構(gòu)，所以屬于非極性分子，根據(jù)相似相溶原理，非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑，苯和四氯化碳是非極性分子，所以Ni（CO）₄易溶于苯和四氯化碳，
故答案為：bc；
（2）鎵是31號(hào)元素，該原子核外有31個(gè)電子，4S能級(jí)能量小于3d能級(jí)能量，根據(jù)能量最低原理，電子先排4s能級(jí)后排3d能級(jí)，所以銅的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；Zn原子的價(jià)電子排布式為3d¹⁰4s²，價(jià)電子中3d、4s軌道為全充滿(mǎn)狀態(tài)，原子較穩(wěn)定，故Zn的第一電離能大于Ga，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；Zn原子的價(jià)電子排布式為3d¹⁰4s²，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定，故Zn的第一電離能大于Ga；
（3）H₂S分子的中心原子S原子上含有2個(gè)σ 鍵，中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=$\frac{6+1×2}{2}$=4，所以硫化氫分子的VSEPR模型是四面體型，略去孤電子對(duì)后，實(shí)際上其空間構(gòu)型是V型；
BF₃分子的中心原子B原子上含有3個(gè)σ 鍵，中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=$\frac{3+1×3}{2}$=3，所以BF₃分子的VSEPR模型是平面三角型，中心原子上沒(méi)有孤對(duì)電子，所以其空間構(gòu)型就是平面三角形．
故選：d；
（4）根據(jù)氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖可以看出，每個(gè)鐵原子周?chē)��?個(gè)氮原子，而每個(gè)氮原子周?chē)��?個(gè)鐵原子，所以對(duì)于某個(gè)氮原子來(lái)講，屬于這個(gè)氮原子的鐵原子數(shù)為4×$\frac{1}{2}$=2，所以氮原子與鐵原子的個(gè)數(shù)比為1：2，
故答案為：1：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，注重對(duì)電子排布式、等電子體、電離能、價(jià)層電子對(duì)互斥理論等考點(diǎn)的訓(xùn)練，難度中等．