Question

20．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的最外層電子數(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）B、C、D中第一電離能最大的是N（填元素符號(hào)），E的外圍電子的軌道表示式為．
（2）A與B、C、D元素形成的二元共價(jià)化合物中，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）A、B、C、D元素形成的含氧酸根中，中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的是NO₂ ^-或 NO₃^-；離子呈三角錐結(jié)構(gòu)的是SO₃^2-．（填化學(xué)式）
（4）將E單質(zhì)的粉末加入BA₃的濃溶液中，通入C₂，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式是2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O．
（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)（如圖所示），該化合物中陰離子為SO₄^2-（填化學(xué)式），陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類型有配位鍵、共價(jià)鍵．

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，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，故C是O元素；D與C同族，則D為S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，外圍電子排布為2s²2p³，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，只能處于第四周期，核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，為Cu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，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，故C是O元素；D與C同族，則D為S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，外圍電子排布為2s²2p³，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，只能處于第四周期，核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，為Cu元素．
（1）B、C、D分別是N、O、S元素，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(shì)，但氮元素的最外層電子達(dá)到半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，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，所以N、O、S中第一電離能從大到小的順序?yàn)椋篘＞O＞S，
Cu的外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，其電子軌道示意圖為，
故答案為：N；；
（2）A是H元素，和N、O、S元素形成的二元共價(jià)化合物中，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：H₂O₂、N₂H₄；
（3）這些元素形成的含氧酸中，中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸根是NO₂ ^-或 NO₃^-；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)是SO₃^2-，
故答案為：NO₂ ^-或 NO₃^-；SO₃^2-；
（4）將Cu單質(zhì)的粉末加入NH₃的濃溶液中，通入O₂，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色，說(shuō)明生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，該反應(yīng)的離子方程式是：2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O，
故答案為：2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O；
（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)明該陰離子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，應(yīng)為SO₄^2-；
陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)（如圖所示），陽(yáng)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(duì)，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(duì)，所以為NH₃分子，有4個(gè)，銅離子與氨氣分子、水分子之間形成配位鍵，氨氣分子內(nèi)、水分子內(nèi)存在共價(jià)鍵，
故答案為：SO₄^2-；配位鍵、共價(jià)鍵．

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)、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．