Question

如图中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界并未用实线标出．根据信息回答下列问题．
（1）周期表中基态Ga原子的最外层电子排布式为

 

．
（2）Fe与CO易形成配合物Fe（CO）₅，在Fe（CO）₅中铁的化合价为

 

；
（3）在CH₄、CO、CH₃OH中，碳原子采取sp³杂化的分子有

 

．
（4）根据VSEPR理论预测ED₄^-离子的空间构型为

 

．B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子的电子式为

 

（写2种）．

Answer 1

考点：元素周期表的结构及其应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：（1）主族元素的族序数=其最外层电子数=其价电子数，最外层电子在排列时，遵循能量最低原理（先排能量低的后排能量高的），4s的能量小于4p的能量，4s能级最多排两个电子，4p能级最多排6个电子．
（2）化合物中正负化合价的倒数和为0；
（3）判断原子采取杂化方式时，先根据价层电子对互斥理论判断价层电子对，然后再确定采取的杂化方式，如：如果是直线型，采取的就是sr杂化；
（4）分子空间构型的判断：价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，σ键电子对数=σ键个数=中心原子结合的原子个数，中心原子上的孤电子对数=

1

2

（a-xb），以此来解答．

解答： 解：（1）元素周期表每一横行是一个周期，一共有18个纵行，从左向右，1、2和13至17七个纵行是主族，且第一纵行开始分别为第IA族、第IIA族，第IIIA族、第IVA族，V第A族，V第IA族，第VIIA族，Ga是第四横行第十一纵行的元素，所以是第四周期第IIIA族的元素，主族元素的族序数=其最外层电子数=其价电子数，所以Ga最外层有3个电子，最外层电子在排列时，遵循能量最低原理（先排能量低的后排能量高的），4s的能量小于4p的能量，4s能级最多排两个电子，故答案为：4s²4p¹；（2）Fe与CO易形成配合物Fe（CO）₅化合价的代数和为0，CO的化合价的代数和为0，则Fe元素的化合价为0，故答案为：0；
（3）在CH₄中价层电子对数=σ键电子对数（4）+中心原子上的孤电子对数（0），所以碳原子采取sp³杂化．在CO分子中价层电子对数=σ键电子对数（1）+中心原子上的孤电子对数（1），所以碳原子采取sp杂化．CH₃OH中，价层电子对数=σ键电子对数（4）+中心原子上的孤电子对数（0），所以碳原子采取sp³杂化，
故答案为：CH₄、CH₃OH；   
（4）ED₄^-是ClO₄^-离子，价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，σ键电子对数=σ键个数=中心原子结合的原子个数，中心原子是Cl原子，中心原子结合的原子个数是4，所以σ键电子对数=4，中心原子上的孤电子对数=

1

2

（7+1-2×4）=0，则Cl为sp³杂化，空间构型为正四面体；B、C、D、E分别是C、N、O、Cl是四种元素，分子中每个原子最外层都达到8电子稳定结构的判断公式是：化合价的绝对值+原子最外层电子数=8，分子中每个原子最外层都达到8电子稳定结构．否则就没有达到8电子稳定结构．对于C元素，8-原子最外层电子数（4）=化合价的绝对值（4），
对于O元素，8-原子最外层电子数（6）=化合价的绝对值（2），
对于N元素，8-原子最外层电子数（5）=化合价的绝对值（3），
对于Cl元素，8-原子最外层电子数（7）=化合价的绝对值（1），所以两两形成的化合物且每个原子最外层都达到8电子稳定结构的化合物有：CO₂ CCl₄ NCl₃，其电子式分别为为、，
故答案为：正四面体；、．

点评：本题考查较综合，涉及基态原子或离子的核外电子排布或最外层电子排布、分子中原子采取的杂化方式、根据VSEPR理论预测分子或离子的空间构型等，侧重高考热点的考查，综合性较强，题目难度中等．