Question

【题目】下表中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界并未用实线标出。

根据信息回答下列问题：

（1）周期表中基态Ga原子的电子排布式为___。

（2）Fe元素位于周期表的___分区；Fe与CO易形成配合物Fe(CO)5，在Fe(CO)5中铁的化合价为___。

（3）已知：原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为___和___(填化学式)。在CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有___。

（4）根据VSEPR理论预测ED4-离子的空间构型为___。B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子有__(任写2种化学式)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p1 d 0 N2 CN- CH3OH 正四面体形 CO2、NCl3、CCl4、CO(任写2个)

【解析】

(1)主族元素的族序数=其最外层电子数=其价电子数，最外层电子在排列时，遵循能量最低原理；

(2)元素周期表五区的划分是根据最后排入的电子名称命名的；Fe原子是26号元素，Fe原子的基态核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，这些电子排列时遵循能量最低原理（先排能量低的后排能量高的），这些能级的能量大小顺序为：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d，所以根据能量最低原理先排4s电子后排3d电子；Fe与CO易形成配合物Fe(CO)5，根据化合物的化合价代数和为0，所以Fe(CO)5的化合价代数和为0，CO是化合物，它的化合价的代数和是0，所以在Fe(CO)5中铁的化合价为 0；

(3)根据等电子体的定义，只要原子数目和电子总数(或价电子总数)相同就是等电子体，CO分子含两个原子，且组成该物质的元素一个是6号一个是8号，找它的等电子体时，如果是分子，就把两种元素的原子序数一个增大1一个减小1，如果是离子，其中一种元素不变，另一种原子序数增大(或减小)，带正电荷(或负电荷)；判断原子采取杂化方式时，先根据价层电子对互斥理论判断价层电子对，然后再确定采取的杂化方式，如：如果是直线型，采取的就是sp杂化；

(4)根据杂化轨道理论判断分子空间构型。

(1)31号元素Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1；

(2)26号元素Fe元素在周期表的位于第四周期第Ⅷ族，位于周期表的d区；Fe与CO易形成配合物Fe(CO)5，在Fe(CO)5中铁的化合价为0价，故答案为：d；0；

(3)与CO分子互为等电子体的分子是N2，离子为CN－；在CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有CH3OH；CO中的C原子的杂化方式为sp杂化，故答案为：N2；CN-；CH3OH；

(4)根据表格中各种元素的相对位置可以看出：A是H；B是C；C是N；D是O；E是Cl，则ED4-离子ClO4-离子，价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，σ键电子对数=σ键个数=中心原子结合的原子个数，中心原子是Cl原子，中心原子结合的原子个数是4，所以σ键电子对数=4，中心原子上的孤电子对数=1/2（a-xb），说明：x为配位原子个数，b为配位原子最多能接受的电子数，对于阴离子，a为中心原子的价电子数+离子所带的电荷数，中心原子上的孤电子对数=1/2(a-xb)=1/2(8-5×2)=0，所以价层电子对数=4，根据VSEPR理论预测ED4-离子的空间构型为正四面体型；在C、N、O、Cl原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子有CO2、NCl3、CCl4、CO(任写2个)，故答案为：正四面体形；CO2、NCl3、CCl4、CO(任写2个)。