Question

17．物質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性讓人類使用的材料精彩紛呈．
（1）如圖1是原子序數(shù)相連的七種短周期元素第一電離能示意圖．其中硼（B）和氧（O）元素分別是⑤、③（填圖中元素代號(hào)）．
（2）PCl₆^-和SF₆呈正八面體的結(jié)構(gòu)（分別如圖2、3），PCl₆^-陰離子中是（填“是”或“否”）存在配位鍵，原因是P原子只有5個(gè)價(jià)電子，但在該離子中P原子形成了6個(gè)共價(jià)鍵，必有一個(gè)配位鍵；
如果SF₆中的若干個(gè)F原子被Cl原子取代形成SF_xCl_6-x （x不為0），則SF_xCl_6-x不同分子種數(shù)為C．
A．6種        B．7種       C．9種        D．12種
（3）Mn、Fe均為第四周期過渡元素，兩元素的部分電離能（I）數(shù)據(jù)列于如表：

元素		Mn	Fe
電離能（KJ•mol-1）	Ⅰ1	717	759
	Ⅰ2	1509	1561
	Ⅰ3	3248	2957

比較兩元素的Ⅰ₂、Ⅰ₃可知，氣態(tài)Mn²⁺再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe²⁺再失去一個(gè)電子難．其原因是Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài)較穩(wěn)定；
Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物，六氰合鐵（Ⅲ）離子[Fe（CN）₆]^3- 中的配體CN^- 中C原子的雜化軌道類型是sp，寫出一種與CN^- 互為等電子體的單質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)式N≡N．

Answer 1

分析 （1）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但第ⅡA元素第一電離能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一電離能大于第ⅥA族元素；
（2）P原子只有5個(gè)價(jià)電子，PCl₆^-呈正八面體的結(jié)構(gòu)，P原子形成了6個(gè)共價(jià)鍵，有一個(gè)配位鍵；根據(jù)SF₆中的將一個(gè)F、兩個(gè)F、三個(gè)F、四個(gè)F、五個(gè)F、六個(gè)F等依次被氯取代，據(jù)此判斷分子種數(shù)；
（3）原子軌道中電子處于全滿、全空、半滿時(shí)最穩(wěn)定；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定雜化方式；原子個(gè)數(shù)相等價(jià)電子數(shù)相等的微粒為等電子體．

解答 解：（1）根據(jù)圖片知，同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但第ⅡA元素第一電離能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一電離能大于第ⅥA族元素，所以硼B(yǎng)元素是⑤，②為氮元素，③為氧元素，
故答案為：⑤、③；
（2）P原子的原子序數(shù)為15，基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p³，只有5個(gè)價(jià)電子，但在該離子中P原子形成了6個(gè)共價(jià)鍵，必有一個(gè)配位鍵，
在SF₆中的將一個(gè)F被氯原子取代有一種，兩個(gè)F原子被取代有2種（相鄰和相對(duì)），三個(gè)F被取代有2種（共平面、共體面），四個(gè)F被取代、五個(gè)F被取代對(duì)應(yīng)二取代、一取代的結(jié)構(gòu)種數(shù)相同，分別為2種、1種，別外全取代有1種，所以共有9種，故選：C，
故答案為：是；P原子只有5個(gè)價(jià)電子，但在該離子中P原子形成了6個(gè)共價(jià)鍵，必有一個(gè)配位鍵；C；
（3）原子軌道中電子處于全滿、全空、半滿時(shí)最穩(wěn)定，Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài)較穩(wěn)定，CN^-中C原子與N原子鍵以三鍵連接，三鍵中有1個(gè)δ鍵、2個(gè)π鍵，C原子還有一對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)2，C原子采取sp雜化．CN^-含有2個(gè)原子，價(jià)電子總數(shù)為4+5+1=10，故其等電子體為氮?dú)夥肿拥龋�結(jié)構(gòu)式為N≡N，
故答案為：Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài)較穩(wěn)定；sp；N≡N．

點(diǎn)評(píng) 本題通過考查SF₆的分子結(jié)構(gòu)實(shí)際上是考查了同分異構(gòu)現(xiàn)象、雜化軌道類型的判斷、等電子體等知識(shí)，難度中等．