Question

【題目】A、B、C、D、E五種元素，原子序數依次遞增。A元素的周期數、主族數、原子序數相同；B元素的前六級電離能的數值變化如圖所示：

C元素的基態原子核外有六種不同運動狀態的價電子；D與B同主族，電負性D＜B；E是第四周期d區元素，血紅蛋白中的E元素更易與BC形成配合物E(BC)5。

（1）寫出E的基態原子電子排布式________。

（2）A3C＋中，C原子采用_____雜化，離子構型為_____，比較A3C＋與A2C中的鍵角大小并解釋原因_______。

（3）D60分子中每個D原子均采用sp2雜化，則1 molD60分子中π鍵的數目為____。

（4）A2C有多種晶體結構，其中一種晶體中分子的空間排列方式與金剛石晶體類似，該晶體晶胞中含有____個A2C分子，A2C的配位數為_____，A2C之間的作用力為_____。已知晶胞的棱長為a pm，阿伏加德羅常數為NA，試列式計算此晶體的密度___g·cm－3(用含a、NA的代數式表示)。

（5）E(BC)5中E周圍的價電子總數為____，配位原子是_____(填元素符號)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 sp3 三角錐形 H3O＋比H2O的鍵角大，因為H2O中O原子有2對孤對電子，H3O＋只有1對孤對電子，排斥力較小 30NA 8 4 氫鍵和范德華力 18 C

【解析】

周期數、主族數、原子序數相同的只有H，由電離能數值變化圖可知B最外層有4個電子為ⅣA族元素，C元素的基態原子核外有六種不同運動狀態的價電子，說明C元素最外層有6個電子，應為ⅥA；D與B同主族即均為ⅣA族元素，電負性D＜B，則說明B為C元素、D為Si元素，結合A、B、C、D、E的核電荷數遞增，可知C為O元素；E是第四周期d區元素，血紅蛋白中的E元素更易與BC形成配合物E(BC)5，則E為Fe元素，形成的配合物為Fe(CO)5，據此分析解題。

綜合信息可知A～E依次為H、C、O、Si、Fe四種元素。則

(1)E為Fe元素，核電荷數為26，其基態原子電子排布式1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；

(2)水合氫離子中O原子價層電子對個數是4，根據價層電子對互斥理論知O原子雜化類型為sp3，離子構型為三角錐形；孤電子對間的排斥力大于孤電子對和共用電子對之間的排斥力，H2O中O原子有2對孤對電子，H3O+只有1對孤對電子，排斥力較小，所以H3O+中H-O-H鍵角比H2O中H-O-H鍵角大；

(3)每個Si原子均采用sp2雜化，即每個Si原子都以一個π鍵與另一原子結合，一個π鍵被兩個原子共用，故π鍵數＝NA×60/2＝30NA。

(4)參照教材中金剛石晶胞的結構，由于1個晶胞中含有8個水分子，則一個晶胞的質量＝，＝g·cm－3＝g·cm－3。

(5)在Fe(CO)5中Fe的價電子結構為3s64s2，C原子提供孤對電子，形成5個配位鍵，則Fe周圍的價電子總數為8+2×5=18，配位原子是C。