Question

2．A、B、C、D四種元素的原子序數依次遞增，A、B的基態原子中L層未成對電子數分別為3、2，C在短周期主族元素中電負性最小，D元素被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，其合金多用于航天工業，被譽為“21世紀的金屬”，其基態原子外圍電子占據兩個能級且各能級電子數相等．請回答下列問題：
（1）A、B、C三種元素的第一電離能由小到大的順序是Na＜O＜N（填元素符號）．
（2）D元素基態原子的核外電子排布式為[Ar]3d²4s²．
（3）白色晶體C₃AB₄中陰離子的空間立體構型是正四面體，中心原子的雜化方式是sp³
（4）中學化學常見微粒中與A₂B互為等電子體的分子有CO₂或CS₂（任寫一種即可）．
（5）已知D³⁺可形成配位數為6的配合物．現有組成皆為DCl₃•6H₂O的兩種晶體，一種為綠色，另一種為紫色．為測定兩種晶體的結構，分別取等量樣品進行如下實驗：①將晶體配成水溶液，②滴加足量AgNO₃溶液，③過濾出AgCl沉淀并進行洗滌、干燥、稱量；經實驗測得產生的沉淀質量：綠色晶體是紫色晶體的$\frac{2}{3}$．
依據測定結果可知綠色晶體的化學式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O，該晶體中含有的化學鍵有abd
a．離子鍵     b．極性鍵      c．非極性鍵      d．配位鍵．

Answer 1

分析 A、B、C、D四種元素的原子序數依次遞增，A、B元素的基態原子L電子層中末成對電子數分別為3、2，則A原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，A為氮元素；B的原子序數大于氮元素，則B原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，B為氧元素；短周期主族元素中C元素的電負性最小，則C為Na元素；D元素被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，其合金多用于航天工業，被譽為“21世紀的金屬”，其基態原子外圍電子占據兩個能級且各能級電子數相等，則D為Ti元素，結合元素周期率以及題目要求解答該題．

解答 解：（1）氮元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，結合金屬性越強第一電離能越小，則第一電離能由小到大的順序是Na＜O＜N，故答案為：Na＜O＜N；
（2）D為Ti元素，核外電子排布式為[Ar]3d²4s²，故答案為：[Ar]3d²4s²；
（3）該白色晶體為Na₃NO₄，NO₄^3-離子中N原子價層電子對數=4+$\frac{5+3-2×4}{2}$=4，N原子沒有孤對電子，故其為正四面體結構，N原子采取sp³雜化，
故答案為：正四面體；sp³；
（4）A₂B為N₂O，價電子為16，含有3個原子，則對應的等電子體為CO₂ 或CS₂，故答案為：CO₂ 或CS₂；
（5）Ti³⁺的配位數均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀，則有氯離子在配合物的外界，兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量，發現原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的$\frac{2}{3}$，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子，即綠色晶體的化學式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O，含有離子鍵、極性鍵、配位鍵，
故答案為：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O；abd．

點評 本題物質結構與性質，為高考常見題型，題目涉及核外電子排布、電離能、雜化軌道與微粒結構、等電子體、配合物等，推斷元素是解題關鍵，注意掌握等電子體的概念，注意配合物中內界離子與外界離子的區別，難度中等．