Question

（2011?山西模擬）[化學--選修物質結構與性質]
下表為長式周期表的一部分，其中的序號代表對應的元素．
（1）寫出上表中元素⑨原子的外圍電子排布式

3d⁵4s¹

．
（2）在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中，元素③的雜化方式為

sp²

雜化；元素⑦與⑧形成的化合物的晶體類型是

離子晶體

．
（3）元素④的第一電離能

＞

⑤（填寫“＞”、“=”或“＜”）的第一電離能；元素④與元素①形成的X分子的空間構型為

三角錐形

．請寫出與元素④的單質互為等電子體分子、離子的化學式

CO、C₂^2-

（各寫一種）．

（4）在測定元素①與⑥形成化合物的相對分子質量時，實驗測得的值一般高于理論值的主要原因是

HF分子間會形成氫鍵

．
（5）④的最高價氧化物對應的水化物稀溶液與元素⑦的單質反應時，元素④被還原到最低價，該反應的化學方程式為

4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O

．
（6）將過量的X通入含有元素⑩的藍色硫酸鹽溶液中，反應的離子方程式為

Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺

；元素⑩的某種氧化物的晶體結構如圖所示，其中實心球表示元素⑩原子，則一個晶胞中所包含的氧原子數目為

2

．

Answer 1

分析：根據元素周期表結構，可以確定①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩元素分別為：H、Be、C、N、O、F、Mg、Cl、Cr、Cu；
（1）⑨是Cr元素，原子序數為24，根據核外電子排布規律書寫；
（2）③是C元素，①是H元素，形成的水果催熟劑氣體化合物是乙烯，雜化軌道用于容納孤對電子對和成σ鍵；
⑦是Mg元素，⑧是Cl元素，活潑金屬與活潑非金屬形成離子化合物；
（3）④是N元素，⑤是O元素，同周期元素第一電離能從左到右有增大的趨勢，能量相同的原子軌道在全滿、半滿、全空時體系能量最低，原子較穩定，因此價電子排布處于半滿的軌道的元素，其第一電離能比臨近原子的第一電離能大；
元素④與元素①形成的是NH₃分子，三角錐形；
原子數目和電子總數（或價電子總數）相同的微粒互為等電子體，等電子體具有相似的結構特征；
（4）F的電負性大，HF分子間會形成氫鍵；
（5）④是N元素，最高價氧化物對應的水化物稀溶液為稀硝酸，與Mg單質反應，Mg是還原劑，被氧化為Mg（NO₃）₂，稀硝酸起氧化劑、酸的作用，起氧化劑的硝酸作用被還原為NH₄NO₃；
（6）氨氣與硫酸銅溶液反應，生成Cu（OH）₂藍色沉淀；白色球為氧原子，利用均攤法，計算一個晶胞中所包含的氧原子數目．

解答：解：（1））⑨是Cr元素，Cr是24號元素，其原子核外有24個電子，根據能量最低原理及洪特規則書寫其核外電子排布式，3d能級的能量大于4s能級的能量，所以先排4s后排3d，軌道中的電子處于全滿、半滿、全空時原子最穩定，所以Cr的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，外圍電子排布式3d⁵4s¹，
故答案為：3d⁵4s¹；
（2）乙烯中有雙鍵和單鍵，其中碳碳雙鍵中一個是σ鍵和1個p-p的π鍵，其余的4個碳氫鍵均為σ鍵，碳原子雜化軌道數為3，所以采用sp²雜化方式；
活潑金屬與活潑非金屬形成離子化合物，元素⑦與⑧形成的化合物是氯化鎂，屬于離子化合物，形成離子晶體，
故答案為：sp²；離子晶體；
（3））④是N元素，外圍電子排布式2s²2p³，⑤是O元素，外圍電子排布式2s²2p⁴，兩元素處于同一周期，氧原子原子序數大，但N元素P能級處于半滿，能量更低，原子較穩定，其第一電離能氧原子的第一電離能大；
元素④與元素①形成的是NH₃分子，N原子采取sp³雜化，有一對孤對電子對，所以為三角錐形；
 N₂有2個原子，14個電子（或10個價電子），其等電子體為CO、C₂^2- 等；
故答案為：＞；三角錐形；CO、C₂^2-； 
（4）F的電負性大，HF分子間會形成氫鍵，實驗測得的值一般高于理論值，故答案為：HF分子間會形成氫鍵；
（5）Mg與稀硝酸反應方程式為4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，故答案為：4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O； 
（6）氨氣與硫酸銅溶液反應，生成Cu（OH）₂藍色沉淀，反應離子方程式為Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
白色球為氧原子，所以一個晶胞中所包含的氧原子數目為1+8×

1

8

=2，
故答案為：Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；2．

點評：本題是一道結構化學知識的題目，綜合性較強，難度較大．