Question

如圖是元素周期表的一部分

（用對應(yīng)的元素符號回答下列問題）
（1）寫出元素⑨的基態(tài)原子的價電子排布圖

，元素⑩的原子結(jié)構(gòu)示意

．
請利用電子排布的相關(guān)知識判斷元素⑩形成的單核二價陽離子和單核三價陽離子較穩(wěn)定的是

Fe³⁺

，原因是：

Fe³⁺的3d軌道處于半滿狀態(tài)，能量較低

．
（2）①③⑤三種元素可以形成多種有機化合物分子，其中最簡單原子數(shù)最少的一種是室內(nèi)裝潢時形成的主要氣體污染物．試寫出它的電子式

，根據(jù)價層電子對互斥（VSEPR）理論推測該分子的空間構(gòu)型為

平面三角形

．
（3）元素④的氫化物的分子立體構(gòu)型為

三角錐型

，中心原子的雜化方式

sp³

．
③④⑤三種元素的第一電離能大小關(guān)系是

N＞O＞C

、電負性大小關(guān)系是

O＞N＞C

．
（4）某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性，如上表中元素⑦與元素②的氫氧化物有相似的性質(zhì)．請寫出元素②的氫氧化物與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O

．
（5）隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的元素被發(fā)現(xiàn)．若把第七周期排滿，則元素周期表共可以排布

118

種元素．

Answer 1

分析：由元素在周期表中的位置可知，①為H，②為Be，③為C，④為N，⑤為O，⑥為Na，⑦為Al，⑧為Cl，⑨為Cr，⑩為Fe，
（1）⑨為Cr元素，原子核外電子數(shù)為24，價層電子排布為3d⁵4s¹，據(jù)此畫出價電子排布圖；
⑩為Fe元素，原子核外電子為26，有4個電子層，各電子數(shù)為2、8、14、2，F(xiàn)e²⁺的價電子排布式是3d⁶，F(xiàn)e³⁺的價電子排布式是3d⁵，軌道處于全空、全滿、半滿狀態(tài)時能量較低，離子穩(wěn)定；
（2）①③⑤三種元素形成有機物中最簡單原子數(shù)最少物質(zhì)是室內(nèi)裝潢時形成的主要氣體污染物，該氣體為甲醛；
（3）元素④的氫化物為NH₃，根據(jù)氮原子價層電子數(shù)與孤電子對，確定其空間結(jié)構(gòu)與N原子雜化方式；
同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，同周期自左而右元素的電負性增大；
（4）元素②的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)反應(yīng)生成Na₂BeO₂；
（5）若第七周期排滿與第六周期容納相同的元素，結(jié)合各周期容納元素種數(shù)計算．

解答：解：由元素在周期表中的位置可知，①為H，②為Be，③為C，④為N，⑤為O，⑥為Na，⑦為Al，⑧為Cl，⑨為Cr，⑩為Fe，
（1）⑨為Cr元素，原子核外電子數(shù)為24，價層電子排布為3d⁵4s¹，價電子排布圖為；⑩為Fe元素，原子核外電子為26，有4個電子層，各電子數(shù)為2、8、14、2，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，F(xiàn)e²⁺的價電子排布式是3d⁶，F(xiàn)e³⁺的價電子排布式是3d⁵，F(xiàn)e³⁺的3d軌道處于半滿狀態(tài)，能量較低，F(xiàn)e³⁺離子穩(wěn)定，
故答案為：；；Fe³⁺；Fe³⁺的3d軌道處于半滿狀態(tài)，能量較低；
（2）①③⑤三種元素形成有機物中最簡單原子數(shù)最少物質(zhì)是室內(nèi)裝潢時形成的主要氣體污染物，該氣體為甲醛，電子式為：，分子中C原子呈2個C-H鍵、1個C=O鍵，C原子價層電子對數(shù)為2+1=3，不含孤電子對，為平面三角形，
故答案為：；平面三角形；
（3）元素④的氫化物為NH₃，氮原子價層電子數(shù)為3+

5-3

2

=4，含有1對孤電子對，其空間結(jié)構(gòu)為三角錐型，N原子雜化方式為sp³，同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，同周期自左而右元素的電負性增大，故電負性O(shè)＞N＞C，
故答案為：三角錐型；sp³；N＞O＞C；O＞N＞C；
（4）元素②的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)反應(yīng)生成Na₂BeO₂，該反應(yīng)為Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O，
故答案為：Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O，
（5）若第七周期排滿與第六周期容納相同的元素為32，周期容納元素種數(shù)為2+8+8+18+18+32+32=118，
故答案為：118．

點評：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、常用化學(xué)用語、核外電子排布規(guī)律、雜化理論與分子結(jié)構(gòu)、元素周期律等，題目綜合性較大，需要學(xué)生對基礎(chǔ)知識全面掌握，難度中等．