Question

9．元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)，如圖1是元素周期表的一部分．
（1）陰影部分元素的外圍電子排布式的通式為ns²np³；基態(tài)P原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，該能層具有的原子軌道數(shù)為9；Se的元素名稱為硒．
（2）氮族氫化物RH₃（NH₃、PH₃、AsH₃）的某種性質(zhì)隨R的核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)如圖2所示，則Y軸可表示的氫化物（RH₃）性質(zhì)有AC．
A．穩(wěn)定性 B．沸點(diǎn) C．R-H鍵能 D．分子間作用力
（3）氮、硫元素形成的常見的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角錐形結(jié)構(gòu)的酸是H₂SO₃．（填化學(xué)式）
（4）氫、氮、氧、硫、銅這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈正四面體結(jié)構(gòu)，陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)（如圖3所示）．
該化合物中，陰離子為SO₄^2-，該化合物中加熱時(shí)首先失去的組分是H₂O，判斷理由是H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱． 
（5）磷酸鹽與硅酸鹽之間具有幾何形態(tài)的相似性．如多磷酸鹽與多硅酸鹽一樣，也是通過四面體單元通過共用頂角氧離子形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)型式．不同的是多硅酸鹽中是{SiO₄}四面體，多磷酸鹽中是{PO4}四面體．如圖4為一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多磷酸根，該多磷酸根的化學(xué)式為PO₃^2-（或（PO₃）_n^2n-）．

Answer 1

分析 （1）陰影部分元素處于ⅤA族，最外層還有5個(gè)電子，據(jù)此寫出其外圍電子排布的通式；根據(jù)P所在周期表中位置判斷其結(jié)構(gòu)及電子占據(jù)的最高層符號(hào)；M層還有s、p、d軌道，據(jù)此計(jì)算還有軌道數(shù)；Se的元素名稱為硒；
（2）A．非金屬性越強(qiáng)，氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)；
B．由于氨氣分子間存在氫鍵，因此氨氣的沸點(diǎn)最高，AsH₃的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH₃，AsH₃沸點(diǎn)較高；
C．非金屬性越強(qiáng)與氫元素形成的共價(jià)鍵越強(qiáng)，鍵能越大；
D．三種氫化物生成的晶體均是分子晶體，分子間作用力隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大；
（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是亞硝酸；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)，說明該酸根離子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)；
（4）氫、氮、氧、硫、銅這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)，說明該陰離子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)；
陽離子中存在共價(jià)鍵和配位鍵；H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱，所以該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是H₂O
（5）SiO₄^4-中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，利用均攤法計(jì)算其原子個(gè)數(shù)比，從而確定其化學(xué)式．

解答 解：（1）陰影部分元素處于ⅤA族，最外層還有5個(gè)電子，其外圍電子排布的通式為：ns²np³；P核外還有3個(gè)電子層，則電子占據(jù)的最高層符號(hào)為M，M層還有1個(gè)s軌道、3個(gè)p軌道和5個(gè)d軌道，總共還有9個(gè)軌道；Se元素為硒，
故答案為：ns²np³；M；9；硒；
（2）A．N、P、As位于周期表同一主族，從上到下排列，根據(jù)元素周期律可知，非金屬性越強(qiáng)，氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，因此三種氫化物的穩(wěn)定性逐漸降低，故A正確；
B．由于氨氣分子間存在氫鍵，因此氨氣的沸點(diǎn)最高，AsH₃的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH₃，AsH₃沸點(diǎn)較高，故B錯(cuò)誤；
C．非金屬性越強(qiáng)與氫元素形成的共價(jià)鍵越強(qiáng)，鍵能越大，因此R-H鍵能隨原子序數(shù)的增大而減小，故C正確；
D．三種氫化物生成的晶體均是分子晶體，分子間作用力隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AC；
（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H₂SO₃，
故答案為：HNO₂、HNO₃；H₂SO₃；
（4）氫、氮、氧、硫、銅這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)，說明該陰離子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，為SO₄^2-；
H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱，所以該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是H₂O，
故答案為：SO₄^2-；H₂O；H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱；
（5）根據(jù)圖片知，每個(gè)三角錐結(jié)構(gòu)中P原子是1個(gè)，O原子個(gè)數(shù)=2+2×$\frac{1}{2}$=3，所以P原子和氧原子個(gè)數(shù)之比=1：3，3個(gè)O原子帶6個(gè)單位負(fù)電荷，每個(gè)P原子帶4個(gè)單位正電荷，所以形成離子為[PO₃]_n^2n- （或PO₃^2-），
故答案為：PO₃^2-（或（PO₃）_n^2n-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，題目難度中等，明確原子結(jié)構(gòu)與元素周期表結(jié)構(gòu)、元素周期律內(nèi)容的關(guān)系為解答關(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活運(yùn)用能力．