Question

現(xiàn)有七種元素，其中A、B、C、D、E短周期主族元素，F(xiàn)、G為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．A是宇宙中最豐富的元素，B元素原子的核外p軌道上電子數(shù)比s軌道上電子數(shù)少1，C原子的第一至第四電離能分別是I₁=738KJ/mol、I₂=1451KJ/mol、I₃=7733KJ/mol、I₄=10543KJ/mol，D原子核外所有p軌道處于全充滿或半充滿狀態(tài)，E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，F(xiàn)是前四周期中電負性最小的元素，G在周期表的第七列．請回答下列問題：
（1）已知BA₅為離子化合物，寫出其電子式

 

（2）B基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有

 

個方向，原子軌道呈

 

形．
某同學根據(jù)上述信息，推斷B基態(tài)原子的核外電子排布如圖所示：
該同學所畫的電子排布圖違背了

 

．
（3）C元素與同周期相鄰兩種元素的第一電離能由小到大的順序為

 

（4）G位于

 

族

 

區(qū)，價電子排布式

 

最高價為

 

，
（5）DE₃中心原子的雜化方式為

 

，與N₃^-互為等電子體的分子

 

（寫出一種分子式），分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為

 

．
（6）將過量的BA₃通入CuSO₄溶液中，先生成藍色沉淀后沉淀逐漸溶解，最終溶液呈現(xiàn)

 

色，此過程發(fā)生反應的離子方程式為

 

、

 

，最終生成的有色離子的空間構型為

 

，構成該離子的化學鍵類型有

 

．
   A、極性鍵   B、非極性鍵  C、配位鍵  D、離子鍵
（7）檢驗F元素的方法

 

，請用原子結(jié)構的知識解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構性質(zhì)的相互關系應用,原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構型,“等電子原理”的應用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結(jié)構

分析：A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素，則A為氫元素；B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，則B為N；由C原子的第三電離能劇增，最外層電子數(shù)為2，處于ⅡA族，結(jié)合原子序數(shù)，則C為Mg；D原子核外所有p軌道全滿或半滿，則價電子為3s²3p³，則D為P；E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，E為第三周期ⅦA族元素，則E為Cl；F、G為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大，F(xiàn)是前四周期中電負性最小的元素，則F為K，G在周期表的第七列，則G為Mn，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素，則A為H元素；B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，電子排布為1s²2s²2p³，則B為N；由C原子的第三電離能劇增，最外層電子數(shù)為2，處于ⅡA族，結(jié)合原子序數(shù)，則C為Mg；D原子核外所有p軌道全滿或半滿，則價電子為3s²3p³，則D為P；E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4，E為第三周期ⅦA族元素，則E為Cl；F、G為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大，F(xiàn)是前四周期中電負性最小的元素，則F為K，G在周期表的第七列，則G為Mn，
（1）BA₅為離子化合物，則為NH₄H，其電子式為，
故答案為：；
（2）B為N元素，能量最高的電子為2p電子，其電子云在空間有3個方向，p軌道為紡錘形；由泡利原理可知，電子在同一軌道內(nèi)的自旋方向應相反，C基態(tài)原子的核外電子排布圖中3s上的兩個電子自旋方向相同，則違反了泡利原理，
故答案為：3；紡錘形；泡利原理；
（3）C為鎂，與Mg元素相鄰的同周期元素為Na和Al，同一周期內(nèi)，隨著原子序數(shù)的增加，原子半徑逐漸變�。ㄏ∮袣怏w除外），原子核對外層電子的吸引越來越強，元素的原子越來越難失電子，因此元素的第一電離能呈增大的趨勢，所以第一電離能大小關系為：Na＜Mg＜Al，
故答案為：Na＜Mg＜Al；
（4）G為Mn，在第四周期第ⅦB，最后填充的為d電子，在d區(qū)，其價電子為3d⁵4s²；其最外層為7個電子，所以最高化合價為+7價，
故答案為：第ⅦB；d；3d⁵4s²；+7；
（5）DE₃為PCl₃，PCl₃中P原子孤電子對數(shù)為1，成3個σ鍵，則為sp³雜化，空間構型為三角錐形；
N₃^-中含有22個電子，CO₂分子與N₃^-互為等電子體，二氧化碳分子中含有2個π鍵、2個σ鍵，分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為1：1，
故答案為：sp³；CO₂；1：1；
（6）BA₃為氨氣，氨水和硫酸銅反應生成氫氧化銅藍色沉淀，當氨水過量時，氨水和氫氧化銅反應生成可溶性的銅氨絡合物，所以難溶物溶解得到深藍色的透明溶液，涉及的離子方程式為：Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-；
[Cu（NH₃）₄]²⁺形成4個配位鍵，具有對稱的空間構型，為平面正方形結(jié)構；
[Cu（NH₃）₄]²⁺中，Cu²⁺與NH₃之間的化學鍵為配位鍵，N-H為極性共價鍵，故A、C正確，
故答案為：深藍色；Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-；AC；
（7）F為K元素，檢驗K元素的方法為焰色反應，通過藍色鈷玻璃觀察，火焰的顏色為紫色；
用原子結(jié)構的知識解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因為：原子核外電子按照一定軌道順序排列，軌道離核越遠，能量越高；燃燒時，電子獲得能量，從內(nèi)測軌道躍遷到外側(cè)的另一條軌道；躍遷到新軌道的電子處在一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，它隨即就會跳回原來軌道，并向外界釋放能量（光能），
故答案為：焰色反應；原子核外電子按照一定軌道順序排列，軌道離核越遠，能量越高；燃燒時，電子獲得能量，從內(nèi)測軌道躍遷到外側(cè)的另一條軌道；躍遷到新軌道的電子處在一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，它隨即就會跳回原來軌道，并向外界釋放能量（光能）．

點評：本題考查結(jié)構性質(zhì)與位置關系、核外電子排布規(guī)律、電離能、雜化軌道理論、物質(zhì)晶體類型與性質(zhì)等，綜合性較大，難度中等，推斷元素是解題的關鍵，注意基礎知識的掌握．