Question

13．A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素且原子序數(shù)依次增大，A的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值相等，B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)且各能級(jí)中電子數(shù)相等，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)目相同，E的基態(tài)原子s能級(jí)的電子總數(shù)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，F(xiàn)的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的5倍，G的3d軌道有3個(gè)未成對(duì)電子，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）F的基態(tài)原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，G在周期表的位置第四周期第Ⅷ族．
（2）B、C、D的原子的第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N（用元素符號(hào)回答），A、C、D形成的離子化合物中的化學(xué)鍵類型離子鍵、共價(jià)鍵．
（3）下列關(guān)于B₂A₂（B原子最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）分子和A₂D₂分子的說(shuō)法正確的是b．
a．分子中都含有σ鍵和π鍵            b．B₂A₂分子的沸點(diǎn)明顯低于A₂D₂分子
c．都是含極性鍵和非極性鍵的非極性分子d．互為等電子體，分子的空間構(gòu)型都為直線形
e．中心原子都是sp雜化
（4）用電子式表示E的氯化物的形成過(guò)程．
（5）F的最高正價(jià)為+6價(jià)，而氧原子最多只能形成2個(gè)共價(jià)鍵，試推測(cè)CrO₅的結(jié)構(gòu)式．
（6）C的最低價(jià)的氫化物為CH₃，通常情況下，G²⁺的溶液很穩(wěn)定，它與CH₃形成的配位數(shù)為6的配離子卻不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化為[G（CH₃）₆]³⁺，該反應(yīng)的離子方程式是4[Co（NH₃）₆]²⁺+O₂+2H₂O═4[Co（NH₃）₆]³⁺+4OH^-，1mol[G（CH₃）₆]³⁺配離子含有σ鍵數(shù)目為24 N_A．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素且原子序數(shù)依次增大．其中B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，且各能級(jí)中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值相等，原子序數(shù)小于碳，故A為H元素；E的基態(tài)原子的s能級(jí)的電子總數(shù)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，D原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，故E為Mg，而C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的5倍，G的3d軌道有3個(gè)未成對(duì)電子，且F的原子序數(shù)小于G的，則F原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，G原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，故F為Cr，G為Co，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素且原子序數(shù)依次增大．其中B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，且各能級(jí)中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值相等，原子序數(shù)小于碳，故A為H元素；E的基態(tài)原子的s能級(jí)的電子總數(shù)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，D原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，故E為Mg，而C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的5倍，G的3d軌道有3個(gè)未成對(duì)電子，且F的原子序數(shù)小于G的，則F原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，G原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，故F為Cr，G為Co．
（1）由上述分析可知，F(xiàn)基態(tài)原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，G原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，處于周期表中第四周期第Ⅷ族，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；第四周期第Ⅷ族；
（2）C、N、O同周期，隨原子序數(shù)增大的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素2p能級(jí)容納3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N，
H、N、O形成的離子化合物為NH₄NO₃，含有的化學(xué)鍵有離子鍵、共價(jià)鍵，
故答案為：C＜O＜N；離子鍵、共價(jià)鍵；
（3）a．C₂H₂分子中含有C≡C三鍵、C-H鍵，含有σ鍵和π鍵，而H₂O₂分子為H-O-O-H，只含有σ鍵，故a錯(cuò)誤；
b．C₂H₂常溫下為氣態(tài)，而H₂O₂常溫下為液態(tài)，故b正確；
c．C₂H₂、H₂O₂均含有極性鍵、非極性鍵，C₂H₂是直線型對(duì)稱結(jié)構(gòu)，是非極性分子，而H₂O₂分子是展開(kāi)書頁(yè)形結(jié)構(gòu)，屬于極性分子，故c錯(cuò)誤；
d．C₂H₂分子、H₂O₂分子含有電子總數(shù)或價(jià)電子總數(shù)不相等，不是等電子體，故d錯(cuò)誤；
e．C₂H₂分子中C原子成2個(gè)σ鍵、沒(méi)有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為2，采取sp雜化，H₂O₂分子中O原子成2個(gè)σ鍵、含有2對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，故e錯(cuò)誤，
故答案為：b；
（4）用電子式表示MgCl₂的形成過(guò)程：，
故答案為：；
（5）Co的最高正價(jià)為+6價(jià)，而氧原子最多只能形成2個(gè)共價(jià)鍵，CrO₅的結(jié)構(gòu)式為，
故答案為：；
（6）C的最低價(jià)的氫化物為NH₃，通常情況下，Co²⁺的溶液很穩(wěn)定，它與NH₃形成的配位數(shù)為6的配離子卻不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化為[Co（NH₃）₆]³⁺，該反應(yīng)的離子方程式是：4[Co（NH₃）₆]²⁺+O₂+2H₂O═4[Co（NH₃）₆]³⁺+4OH^-，1mol[Co（NH₃）₆]³⁺配離子含有6mol配位鍵、18molN-H鍵，則含有σ鍵數(shù)目為 24 N_A，
故答案為：4[Co（NH₃）₆]²⁺+O₂+2H₂O═4[Co（NH₃）₆]³⁺+4OH^-；24 N_A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布、電離能、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等，學(xué)生要熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)，并能遷移運(yùn)用，難度中等．