Question

10．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大．a的核外電子總數與其周期數相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數為其內層電子數的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子．回答下列問題：
（1）b、c、d中第一電離能最大的是N（填元素符號），e的價層電子排布圖為：．
（2）a和其他幾種元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為sp³；分子中既含有極性共價鍵、又含有非極性共價鍵的化合物是H₂O₂、N₂H₄、C₂H₆等（填化學式，寫出兩種）．
（3）這些元素形成的含氧酸中，酸根呈三角錐形結構的酸是H₂SO₃．（填化學式）
（4）e和c形成的一種離子化合物的晶體結構如圖所示，則e離子所帶電荷為+1．

Answer 1

分析 周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大，a的核外電子總數與其周期數相同，則a是H元素，c的最外層電子數為其內層電子數的3倍，原子最外層電子數是8，所以C是O元素，d與c同族，則d是S元素，b的價電子層中的未成對電子有3個，且原子序數小于c，則b是N元素；e的最外層只有一個電子，但次外層有18個電子，則e是Cu元素，再結合原子結構、物質結構、元素周期律解答．

解答 解：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大，a的核外電子總數與其周期數相同，則a是H元素，
c的最外層電子數為其內層電子數的3倍，原子最外層電子數是8，所以C是O元素，d與c同族，則d是S元素，
b的價電子層中的未成對電子有3個，且原子序數小于c，則b是N元素；
e的最外層只有一個電子，但次外層有18個電子，則e是Cu元素，
（1）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族和第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素中，元素第一電離能隨著原子序數增大而減小，所以b、c、d元素第一電離能最大的是N元素；e的價層電子為3d、4s電子，其價層電子排布圖為，
故答案為：N；；
（2）a是H元素，a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子為氨氣，氨氣分子中氮原子含有3個共價鍵和一個孤電子對，所以該分子的中心原子的雜化方式為sp³；分子中既含有極性共價鍵、又含有非極性共價鍵的化合物是H₂O₂、N₂H₄，
故答案為：sp³；H₂O₂、N₂H₄；
（3）這些元素形成的含氧酸中，H₂SO₃中S原子形成了3個σ 鍵，呈三角錐結構，故答案為：H₂SO₃；
（4）e和c形成的一種離子化合物的晶體結構如圖1，c離子個數=1+8×$\frac{1}{8}$=2，e離子個數=4，所以該化合物為Cu₂O，則e離子的電荷為+1，故答案為：+1．

點評 本題考查物質位置、結構和性質的綜合應用，題目難度中等，推斷元素為解答關鍵，側重考查學生空間想象能力、知識運用能力，涉及晶胞計算、原子結構等知識點，綜合性較強，采用均攤法、價層電子對互斥理論等理論分析解答．