Question

13．根据所学物质结构知识，请你回答下列问题：
（1）人们把电子云轮廓图称为原子轨道，s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道都是哑铃形的．
（2）原子序数为24的元素原子中有4个能层，7个能级，未成6对电子．
（3）具有（n-1）d¹⁰ns²电子构型的元素位于周期表中ds区和IIB族．
（4）H₂O、BF₃、PCl₃和PCl₅四种分子中各原子均达8电子结构的分子是PCl₃
（5）NCl₃常温下为黄色粘稠的油状液体，可用作引爆剂和化学试剂．NCl₃分子的立体构型是三角锥形，中心原子采取杂化方式sp³．

Answer 1

分析 （1）s电子的原子轨道呈球形；p电子的原子轨道呈哑铃形；
（2）原子序数为24的元素，基态原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，据此解答；
（3）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域：s区、p区、d区、ds区和f区；（n-1）d全充满，最后的电子填s轨道，为ds区元素；
（4）在AB_n型化合物中，中心元素A的族序数+成键数=8时，满足分子中所有原子都满足最外层8电子结构，含H元素的化合物一定不满足；
（5）根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型，NCl₃中N原子成3个N-Cl键，还有1对孤对电子，杂化轨道数是4，据此分析．

解答 解：（1）因s轨道为球形；p轨道是哑铃形，所以s电子的原子轨道呈球形，p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道，且这三个轨道相互垂直，
故答案为：球；哑铃；
（2）原子序数为24的元素为铬，原子基态电子排布式为，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，原子核外电子排布分成4层，有4个能层，K能层上有1个能级1s，L能层上有2个能级，分别为2s、2p能级，M能层上有3个能级，分别为3s、3p、3d能级，N能层上有1个能级，为1s，7个能级，3d能级有5个未成对电子，4s¹能级，1个未成对电子，共有6个未成对电子，
故答案为：4；7；6；
（3）最后填充s电子，为s区元素，包括ⅠA、ⅡA及He元素，最后填充p轨道电子，为p区元素，主要为主族和0族元素，最后填充d轨道电子，为d区元素，包括ⅢB～ⅤⅡB和ⅤⅢ族（锕系、镧系除外），为过渡元素，（n-1）d全充满，最后的电子填在s轨道上，为ds区元素，包括ⅠB、ⅡB元素，为过渡金属，（n-1）d¹⁰ns²电子构型的元素，（n-1）d全充满，最后2个电子填在s轨道上，为第IIB族，在ds区元素，
故答案为：ds；ⅡB；
（4）H₂O中，H元素位于第IA族，则1+1≠8，所以所有原子不能都满足最外层为8电子结构；
BF₃中，B元素位于第IIIA族，3+3≠8，所有原子不能都满足最外层为8电子结构；
PCl₃中，P元素位于第VA族，5+3=8，所以所有原子都满足最外层为8电子结构；
PCl₅中，P元素位于第VA族，5+5=10，所以所有原子不能都满足最外层为8电子结构；
故答案为：PCl₃；
（5）NCl₃中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+$\frac{5-3×1}{2}$=4，所以原子杂化方式是sp³，分子形状为三角锥形，
故答案为：三角锥形；sp³．

点评 本题综合考查原子核外电子排布以及原子结构与元素周期表知识，侧重考查原子的电子排布及区的划分、杂化轨道、8电子结构的判断等，明确元素在周期表中的位置、元素所处主族、成键数是解本题关键，题目难度中等．