Question

6．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(chǎn)的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，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個電子，但次外層有18個電子．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1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）b、c、d三種元素的第一電離能數(shù)值由大到小的順序為N＞O＞S（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到半充滿的穩(wěn)定構型，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鍵，又含有非極性共價鍵的化合物是H₂O₂、N₂H₄（填化學式，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，陰離子呈四面體結構；陽離子呈軸向狹長的八面體結構（如圖丙所示）．該化合物中，陰離子為SO₄^2-，該化合物加熱時首先失去的組分是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，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，故c是O元素；d與c同族，則d是S元素；b的價電子層中的未成對電子有3個，且原子序數(shù)小于氧，外圍電子排布為2s²2p³，則b是N元素；e的最外層只有一個電子，但次外層有18個電子，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，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，故c是O元素；d與c同族，則d是S元素；b的價電子層中的未成對電子有3個，且原子序數(shù)小于氧，外圍電子排布為2s²2p³，則b是N元素；e的最外層只有一個電子，但次外層有18個電子，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）e的最外層只有一個電子，但次外層有18個電子，則e是Cu元素，基態(tài)原子核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）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，但氮元素的最外層電子達到半充滿的穩(wěn)定構型，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，所以N、O、S中第一電離能從大到小的順序為：N＞O＞S，
故答案為：N＞O＞S；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到半充滿的穩(wěn)定構型，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個共價鍵和一個孤電子對，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鍵、又含有非極性共價鍵的化合物是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，陰離子呈四面體結構，說明該陰離子價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對，應為SO₄^2-；
陽離子呈軸向狹長的八面體結構（如圖2所示），陽離子為Cu²⁺，配位數(shù)是6，在八面體上下頂點上分子含有兩個共價鍵且含有兩個孤電子對，為H₂O分子，有2個，正方形平面上四個頂點上分子含有3個共價鍵且含有一個孤電子對，所以為NH₃分子，有4個，其化學式為[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．

點評 本題是對物質(zhì)結構和性質(zhì)的考查，涉及電離能、核外電子排布、分子結構、晶胞計算、配合物等知識點，對于分子空間結構，采取逆向形式進行考查，具有一定的開放性，增大題目難度．