Question

15．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）Fe、Co、Ni、Cu等金屬能形成配合物與這些金屬原子的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)．
①Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe（CO）₅晶體屬于分子晶體（填晶體類型）．
②CuSO₄•5H₂O（膽礬）中含有水合銅離子因而呈藍(lán)色，寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（必須將配位鍵表示出來(lái)）．

Answer 1

分析 （1）①CO中C與O以三鍵結(jié)合在一起；價(jià)電子數(shù)相同、原子數(shù)相同的微粒為互為等電子體；
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寫規(guī)則書寫；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）①Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔沸點(diǎn)較低，應(yīng)為分子晶體；
②CuSO₄•5H₂O中銅離子含有空軌道，水分子含有孤對(duì)電子對(duì)，銅離子與水分子之間形成配位鍵，銅離子配體數(shù)為4．

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）①Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔沸點(diǎn)較低，易溶于非極性溶劑，應(yīng)為分子晶體，
故答案為：分子晶體；
②CuSO₄•5H₂O中銅離子含有空軌道，水分子含有孤對(duì)電子對(duì)，銅離子與水分子之間形成配位鍵，銅離子配體數(shù)為4．水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為．
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性較強(qiáng)，涉及分子的結(jié)構(gòu)、晶體與化學(xué)鍵、核外電子排布規(guī)律、雜化類型的判斷、配位鍵等，題目難度中等，是對(duì)所學(xué)知識(shí)及學(xué)生能力的綜合考查．注意分子立體構(gòu)型以及雜化類型的判斷，為物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊的考查熱點(diǎn)．