Question

如圖是元素周期表的一部分

（用對應的元素符號回答下列問題）
（1）寫出元素⑨的基態原子的價電子排布圖

，元素⑩的原子結構示意

．
請利用電子排布的相關知識判斷元素⑩形成的單核二價陽離子和單核三價陽離子較穩定的是

Fe³⁺

，原因是：

Fe³⁺的3d軌道處于半滿狀態，能量較低

．
（2）①③⑤三種元素可以形成多種有機化合物分子，其中最簡單原子數最少的一種是室內裝潢時形成的主要氣體污染物．試寫出它的電子式

，根據價層電子對互斥（VSEPR）理論推測該分子的空間構型為

平面三角形

．
（3）元素④的氫化物的分子立體構型為

三角錐型

，中心原子的雜化方式

sp³

．
③④⑤三種元素的第一電離能大小關系是

N＞O＞C

、電負性大小關系是

O＞N＞C

．
（4）某些不同族元素的性質也有一定的相似性，如上表中元素⑦與元素②的氫氧化物有相似的性質．請寫出元素②的氫氧化物與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：

Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O

．
（5）隨著科學技術的發展，不斷有新的元素被發現．若把第七周期排滿，則元素周期表共可以排布

118

種元素．

Answer 1

分析：由元素在周期表中的位置可知，①為H，②為Be，③為C，④為N，⑤為O，⑥為Na，⑦為Al，⑧為Cl，⑨為Cr，⑩為Fe，
（1）⑨為Cr元素，原子核外電子數為24，價層電子排布為3d⁵4s¹，據此畫出價電子排布圖；
⑩為Fe元素，原子核外電子為26，有4個電子層，各電子數為2、8、14、2，Fe²⁺的價電子排布式是3d⁶，Fe³⁺的價電子排布式是3d⁵，軌道處于全空、全滿、半滿狀態時能量較低，離子穩定；
（2）①③⑤三種元素形成有機物中最簡單原子數最少物質是室內裝潢時形成的主要氣體污染物，該氣體為甲醛；
（3）元素④的氫化物為NH₃，根據氮原子價層電子數與孤電子對，確定其空間結構與N原子雜化方式；
同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，同周期自左而右元素的電負性增大；
（4）元素②的氫氧化物與NaOH溶液反應反應生成Na₂BeO₂；
（5）若第七周期排滿與第六周期容納相同的元素，結合各周期容納元素種數計算．

解答：解：由元素在周期表中的位置可知，①為H，②為Be，③為C，④為N，⑤為O，⑥為Na，⑦為Al，⑧為Cl，⑨為Cr，⑩為Fe，
（1）⑨為Cr元素，原子核外電子數為24，價層電子排布為3d⁵4s¹，價電子排布圖為；⑩為Fe元素，原子核外電子為26，有4個電子層，各電子數為2、8、14、2，原子結構示意圖為，Fe²⁺的價電子排布式是3d⁶，Fe³⁺的價電子排布式是3d⁵，Fe³⁺的3d軌道處于半滿狀態，能量較低，Fe³⁺離子穩定，
故答案為：；；Fe³⁺；Fe³⁺的3d軌道處于半滿狀態，能量較低；
（2）①③⑤三種元素形成有機物中最簡單原子數最少物質是室內裝潢時形成的主要氣體污染物，該氣體為甲醛，電子式為：，分子中C原子呈2個C-H鍵、1個C=O鍵，C原子價層電子對數為2+1=3，不含孤電子對，為平面三角形，
故答案為：；平面三角形；
（3）元素④的氫化物為NH₃，氮原子價層電子數為3+

5-3

2

=4，含有1對孤電子對，其空間結構為三角錐型，N原子雜化方式為sp³，同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，同周期自左而右元素的電負性增大，故電負性O＞N＞C，
故答案為：三角錐型；sp³；N＞O＞C；O＞N＞C；
（4）元素②的氫氧化物與NaOH溶液反應反應生成Na₂BeO₂，該反應為Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O，
故答案為：Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O，
（5）若第七周期排滿與第六周期容納相同的元素為32，周期容納元素種數為2+8+8+18+18+32+32=118，
故答案為：118．

點評：本題考查結構性質位置關系、常用化學用語、核外電子排布規律、雜化理論與分子結構、元素周期律等，題目綜合性較大，需要學生對基礎知識全面掌握，難度中等．