Question

9．元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质，如图1是元素周期表的一部分．
（1）阴影部分元素的外围电子排布式的通式为ns²np³；基态P原子中，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数为9；Se的元素名称为硒．
（2）氮族氢化物RH₃（NH₃、PH₃、AsH₃）的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如图2所示，则Y轴可表示的氢化物（RH₃）性质有AC．
A．稳定性 B．沸点 C．R-H键能 D．分子间作用力
（3）氮、硫元素形成的常见的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角锥形结构的酸是H₂SO₃．（填化学式）
（4）氢、氮、氧、硫、铜这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈正四面体结构，阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图3所示）．
该化合物中，阴离子为SO₄^2-，该化合物中加热时首先失去的组分是H₂O，判断理由是H₂O和Cu²⁺的配位键比NH₃与Cu²⁺的弱． 
（5）磷酸盐与硅酸盐之间具有几何形态的相似性．如多磷酸盐与多硅酸盐一样，也是通过四面体单元通过共用顶角氧离子形成岛状、链状、层状、骨架网状等结构型式．不同的是多硅酸盐中是{SiO₄}四面体，多磷酸盐中是{PO4}四面体．如图4为一种无限长单链结构的多磷酸根，该多磷酸根的化学式为PO₃^2-（或（PO₃）_n^2n-）．

Answer 1

分析 （1）阴影部分元素处于ⅤA族，最外层还有5个电子，据此写出其外围电子排布的通式；根据P所在周期表中位置判断其结构及电子占据的最高层符号；M层还有s、p、d轨道，据此计算还有轨道数；Se的元素名称为硒；
（2）A．非金属性越强，氢化物的稳定性越强；
B．由于氨气分子间存在氢键，因此氨气的沸点最高，AsH₃的相对分子质量大于PH₃，AsH₃沸点较高；
C．非金属性越强与氢元素形成的共价键越强，键能越大；
D．三种氢化物生成的晶体均是分子晶体，分子间作用力随相对分子质量的增加而增大；
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是亚硝酸；酸根呈三角锥结构，说明该酸根离子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对；
（4）氢、氮、氧、硫、铜这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对；
阳离子中存在共价键和配位键；H₂O和Cu²⁺的配位键比NH₃与Cu²⁺的弱，所以该化合物加热时首先失去的组分是H₂O
（5）SiO₄^4-中价层电子对个数是4且不含孤电子对，利用均摊法计算其原子个数比，从而确定其化学式．

解答 解：（1）阴影部分元素处于ⅤA族，最外层还有5个电子，其外围电子排布的通式为：ns²np³；P核外还有3个电子层，则电子占据的最高层符号为M，M层还有1个s轨道、3个p轨道和5个d轨道，总共还有9个轨道；Se元素为硒，
故答案为：ns²np³；M；9；硒；
（2）A．N、P、As位于周期表同一主族，从上到下排列，根据元素周期律可知，非金属性越强，氢化物的稳定性越强，因此三种氢化物的稳定性逐渐降低，故A正确；
B．由于氨气分子间存在氢键，因此氨气的沸点最高，AsH₃的相对分子质量大于PH₃，AsH₃沸点较高，故B错误；
C．非金属性越强与氢元素形成的共价键越强，键能越大，因此R-H键能随原子序数的增大而减小，故C正确；
D．三种氢化物生成的晶体均是分子晶体，分子间作用力随相对分子质量的增加而增大，故D错误；
故答案为：AC；
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角锥结构的酸是H₂SO₃，
故答案为：HNO₂、HNO₃；H₂SO₃；
（4）氢、氮、氧、硫、铜这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对，为SO₄^2-；
H₂O和Cu²⁺的配位键比NH₃与Cu²⁺的弱，所以该化合物加热时首先失去的组分是H₂O，
故答案为：SO₄^2-；H₂O；H₂O和Cu²⁺的配位键比NH₃与Cu²⁺的弱；
（5）根据图片知，每个三角锥结构中P原子是1个，O原子个数=2+2×$\frac{1}{2}$=3，所以P原子和氧原子个数之比=1：3，3个O原子带6个单位负电荷，每个P原子带4个单位正电荷，所以形成离子为[PO₃]_n^2n- （或PO₃^2-），
故答案为：PO₃^2-（或（PO₃）_n^2n-．

点评 本题考查了位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，明确原子结构与元素周期表结构、元素周期律内容的关系为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活运用能力．