Question

【題目】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標出。

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__。

（2）Fe元素位于周期表的__區；Fe與CO易形成配合物Fe(CO)5，在Fe(CO)5中鐵的化合價為__。與CO分子互為等電子體的分子為__（填化學式）。

（3）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有__。

（4）ED4-的價電子對互斥理論模型為__。B、C、D、E中兩種原子相互結合形成的分子中，所有原子都滿足最外層8電子穩定結構的是__（寫2種，填化學式）。

Answer 1

【答案】4s24p1 d 0 N2 CH4、CH3OH 正四面體形 CO2、NCl3、CCl4（任寫2種）

【解析】

(1)根據元素周期表的結構，Ga是第四周期第IIIA族的元素，據此分析解答；

(2)根據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，結合Fe原子是26號元素，Fe原子的基態核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2；Fe與CO易形成配合物Fe(CO)5，根據化合物的化合價代數和為0，CO是化合物，它的化合價的代數和是0，據此計算Fe(CO)5中鐵的化合價；根據等電子體的定義，只要原子數目和電子總數(或價電子總數)相同分析書寫CO的等電子體；

(3)根據價層電子對數=σ鍵電子對數+中心原子上的孤電子對數計算判斷；

(4)根據元素周期表知，A、B、C、D、E分別是H、C、N、O、Cl是五種元素，據此分析解答。

(1)元素周期表每一橫行是一個周期，一共有18個縱行，從左向右，1、2和13至17七個縱行是主族，且第一縱行開始分別為第IA族、第IIA族，第十三綜行開始為第IIIA族、第IVA族、第VA族、第IA族、第VIIA族，Ga是第四橫行第13縱行的元素，所以Ga是第四周期第IIIA族的元素，主族元素的族序數=其最外層電子數，所以Ga最外層有3個電子，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的軌道名稱命名的，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，最后排入的是3d電子，屬于d區元素；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中CO的化合價的代數和為0，則鐵的化合價為0價；CO的等電子體必須是雙原子分子或離子，且電子總數相等，分子可以是N2，離子可以是CN-，故答案為：d；0；N2(或CN-)；

(3)CH4中C的價層電子對數=σ鍵+中心原子上的孤電子對數= 4+0=4，所以碳原子采取sp3雜化；CO分子中價層電子對數=σ鍵+中心原子上的孤電子對數= 1+1=2，所以碳原子采取sp雜化；CH3OH中C的價層電子對數=σ鍵+中心原子上的孤電子對數=4+0=4，所以碳原子采取sp3雜化，故答案為：CH4、CH3OH；

(4)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+中心原子上的孤電子對數=4+=4，根據VSEPR理論預測ED4-離子的空間構型為正四面體型；根據元素周期表知，B、C、D、E分別是C、N、O、Cl是四種元素，分子中每個原子最外層都達到8電子穩定結構的化合物有：CO2、CCl4、NCl3等，故答案為：正四面體；CO2、CCl4、NCl3。