Question

如图是元素周期表的一部分

（用对应的元素符号回答下列问题）
（1）写出元素⑨的基态原子的价电子排布图

，元素⑩的原子结构示意

．
请利用电子排布的相关知识判断元素⑩形成的单核二价阳离子和单核三价阳离子较稳定的是

Fe³⁺

，原因是：

Fe³⁺的3d轨道处于半满状态，能量较低

．
（2）①③⑤三种元素可以形成多种有机化合物分子，其中最简单原子数最少的一种是室内装潢时形成的主要气体污染物．试写出它的电子式

，根据价层电子对互斥（VSEPR）理论推测该分子的空间构型为

平面三角形

．
（3）元素④的氢化物的分子立体构型为

三角锥型

，中心原子的杂化方式

sp³

．
③④⑤三种元素的第一电离能大小关系是

N＞O＞C

、电负性大小关系是

O＞N＞C

．
（4）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑦与元素②的氢氧化物有相似的性质．请写出元素②的氢氧化物与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：

Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O

．
（5）随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现．若把第七周期排满，则元素周期表共可以排布

118

种元素．

Answer 1

分析：由元素在周期表中的位置可知，①为H，②为Be，③为C，④为N，⑤为O，⑥为Na，⑦为Al，⑧为Cl，⑨为Cr，⑩为Fe，
（1）⑨为Cr元素，原子核外电子数为24，价层电子排布为3d⁵4s¹，据此画出价电子排布图；
⑩为Fe元素，原子核外电子为26，有4个电子层，各电子数为2、8、14、2，Fe²⁺的价电子排布式是3d⁶，Fe³⁺的价电子排布式是3d⁵，轨道处于全空、全满、半满状态时能量较低，离子稳定；
（2）①③⑤三种元素形成有机物中最简单原子数最少物质是室内装潢时形成的主要气体污染物，该气体为甲醛；
（3）元素④的氢化物为NH₃，根据氮原子价层电子数与孤电子对，确定其空间结构与N原子杂化方式；
同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，同周期自左而右元素的电负性增大；
（4）元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应反应生成Na₂BeO₂；
（5）若第七周期排满与第六周期容纳相同的元素，结合各周期容纳元素种数计算．

解答：解：由元素在周期表中的位置可知，①为H，②为Be，③为C，④为N，⑤为O，⑥为Na，⑦为Al，⑧为Cl，⑨为Cr，⑩为Fe，
（1）⑨为Cr元素，原子核外电子数为24，价层电子排布为3d⁵4s¹，价电子排布图为；⑩为Fe元素，原子核外电子为26，有4个电子层，各电子数为2、8、14、2，原子结构示意图为，Fe²⁺的价电子排布式是3d⁶，Fe³⁺的价电子排布式是3d⁵，Fe³⁺的3d轨道处于半满状态，能量较低，Fe³⁺离子稳定，
故答案为：；；Fe³⁺；Fe³⁺的3d轨道处于半满状态，能量较低；
（2）①③⑤三种元素形成有机物中最简单原子数最少物质是室内装潢时形成的主要气体污染物，该气体为甲醛，电子式为：，分子中C原子呈2个C-H键、1个C=O键，C原子价层电子对数为2+1=3，不含孤电子对，为平面三角形，
故答案为：；平面三角形；
（3）元素④的氢化物为NH₃，氮原子价层电子数为3+

5-3

2

=4，含有1对孤电子对，其空间结构为三角锥型，N原子杂化方式为sp³，同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C，同周期自左而右元素的电负性增大，故电负性O＞N＞C，
故答案为：三角锥型；sp³；N＞O＞C；O＞N＞C；
（4）元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应反应生成Na₂BeO₂，该反应为Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O，
故答案为：Be（OH）₂+2NaOH═Na₂BeO₂+2H₂O，
（5）若第七周期排满与第六周期容纳相同的元素为32，周期容纳元素种数为2+8+8+18+18+32+32=118，
故答案为：118．

点评：本题考查结构性质位置关系、常用化学用语、核外电子排布规律、杂化理论与分子结构、元素周期律等，题目综合性较大，需要学生对基础知识全面掌握，难度中等．