Question

【题目】已知A、B、C、D、E为周期表前四周期原子序数依次增大的五种元素。其中A的基态原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍，它的一种单质是天然存在硬度最大的物质；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同；D和C位于同一主族，E3+ 离子3d轨道半充满。

(1)E在元素周期表的位置：______________________。

(2)在A、B、C三种元素中，第一电离能由大到小的顺序是___________（用元素符号回答）。

(3)元素B的简单气态氢化物极易溶于水，原因是_____________________。

(4)元素C与D所形成的高价化合物分子的立体构型为___________________。

(5)化合物X是元素A和C形成的三原子分子，与其互为等电子体的微粒有__________。（只写一个）

(6)从原子结构的角度解释E3+比E2+稳定的原因________________________________。

Answer 1

【答案】第4周期Ⅷ族 N>O>C 都是极性分子相似相溶，NH3分子与水分子间存在氢键 平面正三角形 N2O Fe2+价电子排布为3d6，Fe3+价电子排布为3d5 ，Fe3+3d轨道半充满能量较低较稳定

【解析】

A、B、C、D、E为周期表前四周期原子序数依次增大的五种元素。其中A的基态原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍，则电子排布式为1s22s22p2，A为碳元素；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同，电子排布式为1s22s22p4，C为氧元素，则B为氮元素；D和C位于同一主族，D为硫元素；E3+ 离子3d轨道半充满，电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则E为26号元素，为铁元素。据此分析解答。

根据上述分析，A为碳元素，B为氮元素，C为氧元素，D为硫元素，E为铁元素。

(1) E为铁元素，为26号元素，在元素周期表中位于第4周期Ⅷ族，故答案为：第4周期Ⅷ族；

(2) 同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素。在A、B、C三种元素中，第一电离能由大到小的顺序是N>O>C，故答案为：N>O>C；

(3) B为氮元素，B的简单气态氢化物为氨气，氨气和水分子均为极性分子，且NH3分子与水分子间存在氢键，导致极易溶于水，故答案为：都是极性分子相似相溶，NH3分子与水分子间存在氢键；

(4)元素C与D所形成的高价化合物为SO3，分子中的S原子的价层电子对数=3+=3，采用sp2杂化，立体构型为平面正三角形，故答案为：平面正三角形。

(5)化合物X是元素A和C形成的三原子分子，则X为CO2，含有3个原子，价电子数为16个，与其互为等电子体的微粒有N2O、CS2等，故答案为：N2O(或CS2)；

(6)Fe2+价电子排布为3d6，Fe3+价电子排布为3d5 ，Fe3+3d轨道半充满能量较低较稳定，因此Fe3+比Fe2+稳定，故答案为：Fe2+价电子排布为3d6，Fe3+价电子排布为3d5 ，Fe3+3d轨道半充满能量较低较稳定。