Question

14．下表中實線是元素周期表的部分邊界，其中上邊界并未用實線畫出．
根據信息回答下列問題：
（1）基態Ga原子的最外層電子排布式為4s²4p¹．
（2）鐵元素位于元素周期表的d區；Fe和CO易形成配合物Fe（CO）₅，在Fe（CO）₅中鐵的化合價為0．
（3）已知：原子數目和價電子總數均相同的微粒互為等電子體，等電子體具有相似的結構特征．與CO互為等電子體的分子和離子分別為N₂和CN^-（填化學式）．
（4）在CH₄、CO、CH₃OH中，碳原子采取sp³雜化的分子有CH₄、CH₃OH．
（5）根據VSEPR模型預測ED${\;}_{4}^{-}$的空間構型為正四面體．B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都滿足最外層8電子穩定結構的分子為CO₂、N₂O₃、CCl₄（寫3種）．

Answer 1

分析 （1）Ga位于第四周期第IIIA族，最外層有3個電子；
（2）元素周期表五區的劃分是根據最后排入的電子名稱命名的；根據化合物的化合價代數和為0分析；
（3）價電子數相同和原子數相同的微粒互稱等電子體；
（4）先根據價層電子對互斥理論判斷價層電子對，然后再確定采取的雜化方式；
（5）價層電子對數=σ鍵電子對數+中心原子上的孤電子對數，根據價層電子對數判斷微粒構型；根據元素周期表知，B、C、D、E分別是C、N、O、Cl是四種元素，若化合價的絕對值+原子最外層電子數=8，分子中每個原子最外層都達到8電子穩定結構，據此分析．

解答 解：（1）Ga位于第四周期第IIIA族，最外層有3個電子，其最外層電子排布式為4s²4p¹；
故答案為：4s²4p¹；
（2）元素周期表五區的劃分是根據最后排入的電子名稱命名的．Fe原子是26號元素，Fe原子的基態核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
這些電子排列時遵循能量最低原理（先排能量低的后排能量高的），這些能級的能量大小順序為：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d，
根據能量最低原理先排4s電子后排3d電子，所以 最后排入的是3d電子，根據命名規則屬d區，根據化合物化合價的代數和為0，Fe與CO易形成配合物Fe（CO）₅化合價的代數和為0，CO的化合價的代數和為0，
故答案為：d；0；
（3）根據等電子體的定義，CO的等電子體必須是雙原子分子或離子，且電子總數相等．對于原子，原子序數=原子核外電子總數，所以，如果是分子，只要原子序數之和相等即可．CO中C是6號元素，O是8號元素，原子序數之和為14，N是7號元素，且可形成雙原子分子，所以分子是N₂．
故答案為：N₂、CN^-；
（4）在CH₄中價層電子對數=σ鍵電子對數（4）+中心原子上的孤電子對數（0），所以碳原子采取sp³雜化．在CO分子中價層電子對數=σ鍵電子對數（1）+中心原子上的孤電子對數（1），所以碳原子采取sp雜化．CH₃OH中，價層電子對數=σ鍵電子對數（4）+中心原子上的孤電子對數（0），所以碳原子采取sp³雜化．
故答案為：CH₄、CH₃OH；
（5）根據元素周期表知，E是Cl元素，D是O元素，ED₄^-是ClO₄^-離子，價層電子對數=σ鍵電子對數+中心原子上的孤電子對數，價層電子對數=4+$\frac{1}{2}$（7+1-4×2）=4，根據VSEPR理論預測ED₄^-離子的空間構型為正四面體型．
C、N、O、Cl是四種元素，兩兩形成的化合物且每個原子最外層都達到8電子穩定結構的化合物有：CO₂、N₂O₃、CCl₄；
故答案為：正四面體；CO₂、N₂O₃、CCl₄．

點評 本題考查基態原子或離子的核外電子排布或最外層電子排布、分子中原子采取的雜化方式、對于元素周期表，學習時要記住它的周期、族的劃分，要熟記前36號元素，五區的劃分、邊界、劃分依據等都要掌握，在學習中要靈活掌握根據VSEPR理論預測分子或離子的空間構型是學習的重點，也是近幾年高考的熱點．