Question

15．元素周期表中第四周期元素由于受3d電子的影響，性質的遞變規律與短周期元素略有不同．
（1）第四周期過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原子上有一對孤對電子，C、O原子都符合8電子穩定結構，CO的結構式為C≡O，與CO互為等電子體的離子為CN^-（填化學式）．
②金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成液態Ni（CO）₄分子．423K時，Ni（CO）₄分解為Ni和CO，從而制得高純度的Ni粉．試推測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的增大，總趨勢是逐漸增大的．鎵的基態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原子的價電子排布式為3d¹⁰4s²，體系的能量較低，原子較穩定，故Zn的第一電離能大于Ga．
（3）用價層電子對互斥理論預測H₂Se和BBr₃的立體結構，兩個結論都正確的是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構有關．
①Fe（CO）₅常溫下呈液態，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據此可判斷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色，寫出膽礬晶體中水合銅離子的結構簡式（必須將配位鍵表示出來）．

Answer 1

分析 （1）①CO中C與O以三鍵結合在一起；價電子數相同、原子數相同的微粒為互為等電子體；
②根據相似相溶原理分析；
（2）根據核外電子排布式的書寫規則書寫；根據價電子排布判斷電離能的大小；
（3）根據價層電子對互斥理論來判斷；
（4）①Fe（CO）₅常溫下呈液態，熔沸點較低，應為分子晶體；
②CuSO₄•5H₂O中銅離子含有空軌道，水分子含有孤對電子對，銅離子與水分子之間形成配位鍵，銅離子配體數為4．

解答 解：（1）①CO分子中C原子上有一對孤對電子，C、O原子都符合8電子穩定結構，則CO的結構式為C≡O，等電子體中原子數和價電子數都相同，則 N₂、CN^-、CO的原子數都是2，價電子數都是10，則互為等電子體，
故答案為：C≡O；CN^-；
②Ni（CO）₄中Ni采取SP³雜化，是正四面體結構，所以屬于非極性分子，根據相似相溶原理，非極性溶質易溶于非極性溶劑，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號元素，該原子核外有31個電子，4S能級能量小于3d能級能量，根據能量最低原理，電子先排4s能級后排3d能級，所以銅的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；Zn原子的價電子排布式為3d¹⁰4s²，價電子中3d、4s軌道為全充滿狀態，原子較穩定，故Zn的第一電離能大于Ga，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；Zn原子的價電子排布式為3d¹⁰4s²，體系的能量較低，原子較穩定，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σ 鍵，中心原子上的孤電子對數=$\frac{6+1×2}{2}$=4，所以硫化氫分子的VSEPR模型是四面體型，略去孤電子對后，實際上其空間構型是V型；BF₃分子的中心原子B原子上含有3個σ 鍵，中心原子上的孤電子對數=$\frac{3+1×3}{2}$=3，所以BF₃分子的VSEPR模型是平面三角型，中心原子上沒有孤對電子，所以其空間構型就是平面三角形．
故選：d；
（4）①Fe（CO）₅常溫下呈液態，熔沸點較低，易溶于非極性溶劑，應為分子晶體，
故答案為：分子晶體；
②CuSO₄•5H₂O中銅離子含有空軌道，水分子含有孤對電子對，銅離子與水分子之間形成配位鍵，銅離子配體數為4．水合銅離子的結構簡式為．
故答案為：．

點評 本題綜合性較強，涉及分子的結構、晶體與化學鍵、核外電子排布規律、雜化類型的判斷、配位鍵等，題目難度中等，是對所學知識及學生能力的綜合考查．注意分子立體構型以及雜化類型的判斷，為物質結構與性質模塊的考查熱點．