Question

第四周期元素的單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛．
（1）第四周期元素中，基態(tài)原子的最外層只有1個電子的元素共有

 

種．元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2．該元素的基態(tài)原子價電子排布為

 

．
（2）鉑絲蘸取氯化鈣在酒精燈上灼燒，火焰呈現(xiàn)磚紅色，顯色原因是

 

（填序號）．
A．氯化鈣受熱揮發(fā)               B．氯化鈣受熱分解
C．鈣離子中電子躍遷           D．氯離子中電子躍遷
（3）無水硫酸銅呈白色，吸水后形成膽礬，呈藍色．科學(xué)家通過X射線測定出膽礬的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)可用如圖表示．
①膽礬晶體中除共價鍵、配位鍵及微弱的范德華力外，還存在的兩種作用力是

 

和

 

．
②膽礬晶體CuSO₄?5H₂O可以寫出[Cu（H₂O）₄]SO₄?H₂O，其中配位原子是

 

，配位數(shù)是

 

．
③銅離子形成膽礬中配位離子的離子方程式為

 

．
④CO、NH₃等也能與Cu⁺形成配合物．[Cu（NH₃）n]⁺溶液可用于吸收合成氨原料氣中的CO，加熱吸收CO后的溶液又將放出CO．加熱分解放出CO的過程中，必須克服微粒間的哪類作用力？

 

．
⑤過渡金屬配合物Ni（CO）_n的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，則n=

 

．
（4）Mn、Fe均為第四周期過渡元素，兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)如右表．據(jù)表判斷Mn²⁺和Fe²⁺再失去-個電子的難易，并從原子結(jié)構(gòu)的角度簡述其原因

 

．

元素		Mn	Fe
電離能kJ?mol-1	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

Answer 1

考點：配合物的成鍵情況,原子核外電子排布,焰色反應(yīng)

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）第四周期元素中，基態(tài)原子的最外層只有1個電子的元素有K、Cr、Cu元素；元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2，則X元素核外電子數(shù)=2+8+18+2=30，為Zn元素，其原子核外有30個電子，其3d、4s電子為其價電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫該元素的基態(tài)原子價電子排布；
（2）鈣元素的焰色反應(yīng)為磚紅色，進行焰色反應(yīng)時，吸收能量，鈣離子電子發(fā)生躍遷；
（3）①銅離子和硫酸根離子之間存在離子鍵；H原子和O原子之間存在氫鍵；
②根據(jù)配合物知，其配原子是O原子，根據(jù)內(nèi)界中水分子個數(shù)確定配位數(shù)；
③銅離子和水分子形成水和銅離子；
④銅離子和CO形成配位鍵；
⑤Ni（CO）_n的中心原子價電子數(shù)是10，每個CO分子提供1個電子對，據(jù)此確定n值；        
（4）電離能越大，越不容易失去電子，根據(jù)第三電離能可知Mn²⁺再失去電子比Fe²⁺更難，電子處于半滿、全滿、全空是更穩(wěn)定．

解答： 解：（1）第四周期元素中，基態(tài)原子的最外層只有1個電子的元素有K、Cr、Cu元素；元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2，則X元素核外電子數(shù)=2+8+18+2=30，為Zn元素，其原子核外有30個電子，其3d、4s電子為其價電子，根據(jù)構(gòu)造原理知該元素的基態(tài)原子價電子排布式為3d¹⁰4s²，
故答案為：3；3d¹⁰4s²；
（2）鉑絲蘸取氯化鈣在酒精燈上灼燒時，鈣離子吸收能量而發(fā)生電子躍遷，所以火焰呈現(xiàn)磚紅色，故選C；
（3）①銅離子和硫酸根離子之間存在離子鍵；H原子和O原子之間存在氫鍵，故答案為：離子鍵；氫鍵；
②根據(jù)配合物知，其配原子是O原子，根據(jù)內(nèi)界中銅離子配體水分子個數(shù)是4，所以其配位數(shù)是4，故答案為：O；4； 
③銅離子和水分子形成水和銅離子，離子方程式為Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺，故答案為：Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺；
④銅離子和CO形成配位鍵，所以加熱分解放出CO的過程中，必須克服微粒間作用力是配位鍵，故答案為：配位鍵；
⑤中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，中心原子是Ni，價電子排布3d⁸4s²，共10個電子，CO配位時，提供碳原子上的一對孤對電子，所以n=

18-10

2

=4，故答案為：4；       
（4）Mn的I₃=3248 kJ?mo1^-1大于Fe的I₃=2957 kJ?mo1^-1，所以Mn²⁺再失去電子比Fe²⁺更難，原因是Mn²⁺的電子排布為[Ar]3d⁵，屬于較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu)，而Fe²⁺的電子排布為[Ar]3d⁶，易失去1個電子形成較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu)，故答案為：Mn²⁺再失去電子比Fe²⁺更難，原因是Mn²⁺（3d⁵）屬于較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu)，而Fe²⁺的電子排布為[Ar]3d⁶，易失去1個電子形成較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu)．

點評：本題考查了配合物成鍵情況、原子失電子難易程度、原子價電子排布式等知識點，這些知識點都是考試熱點，知道配位鍵的形成條件、原子失電子難易程度與電子排布的關(guān)系等知識點，注意氫鍵屬于分子間作用力，配位鍵屬于共價鍵，為易錯點，注意CO結(jié)構(gòu)和N₂分子結(jié)構(gòu)相同，二者為等電子體，題目難度中等．