Question

【題目】周期表前四周期的元素A、B、C、D、E、F，原子序數依次增大，A是周期表中原子半徑最小的元素，B的基態原子中只有1個未成對電子，C基態原子中有7種不同運動狀態的電子，D的最外層電子數是其所處周期數的3倍，E與D同主族，F的一價陽離子最外層有18個電子。回答下列問題：

（1）F在周期表中的位置是_____________

（2）A元素與其他元素形成的含氧酸中，酸根呈三角錐結構的酸是_________，該酸的中心原子的雜化方式為_________

（3）CA3極易溶于水，試從下圖中判斷CA3溶于水后形成CA3·H2O的合理結構為_____（填字母代號），推理依據是___________

（4）元素B可形成H3BO3，已知H3BO3的電離方程式為H3BO3+2 H2O[B(OH)4]一+H3O+

①基態B、D原子的第一電離能由小到大的順序為__________(用元素符號表示)

②[B(OH)4]一中B原子的雜化類型為_______________

③寫出一種與H3O+互為等電子體的分子的化學式：___________

④H3BO3晶體在熱水中的溶解度大于冷水中的溶解度的原因為__________________

Answer 1

【答案】第四周期IB族 H2SO3 sp3 （b） 一水合氨電離產生銨根離子和氫氧根離子 B＜O sp3 NH3、PH3、AsH3等 H3BO3晶體中H3BO3分子間存在氫鍵，加熱可以打破該氫鍵，使得H3BO3分子與水分子間形成氫鍵，從而溶解度更大

【解析】

A是周期表中原子半徑最小的元素，即A為H；C基態原子中7種不同運動狀態的電子，即C為N；D的最外層電子數是其所處周期數的3倍，即D為O；因為E與D同主族，且原子序數增大，即D為O、E為S；F的一價陽離子最外層有18個電子，即F的價電子為3d104s1，即F為Cu。B的基態原子中只有1個未成對電子，原子序數小于氮元素，則B為硼，據此解答。

根據以上分析可知A、B、C、D、E、F分別是H、B、N、O、S、Cu。則：

（1）F為Cu，位于第四周期IB族；

（2）能與H形成含氧酸的是B、N、S，酸根呈三角錐結構，應有3個σ鍵，1個孤電子對，即符合條件的是H2SO3；雜化軌道數等于價層電子對數，SO32－中心原子S的價層電子對數為4，S的雜化類型為sp3；

（3）CA3為NH3，NH3溶于水后，形成NH3·H2O，NH3·H2O為弱堿，其電離方程式為NH3·H2ONH4＋＋OH－，因此合理結構為選項（b）；

（4）①同周期從左向右第一電離能增大，因此B的第一電離能小于O；

②根據其離子結構可知，B有4個σ鍵，無孤電子對，因此B的雜化類型為sp3；

③根據等電子體的定義，H3O＋原子總數為4，價電子總數為8，因此符合條件的分子為NH3、PH3、AsH3等；

④H3BO3晶體中H3BO3分子間存在氫鍵，加熱可以打破該氫鍵，使得H3BO3分子與水分子間形成氫鍵，從而溶解度更大。