题目内容
下表为原子序数依次增大的短周期元素A~E的第一到第五电离能数据.
请回答:
(1)表中的金属元素是 (填字母),其中化合价为+3价的是 (填字母);若A、B、C依次为同周期相邻元素,表中显示B比A和C的第一电离能都略大,其原因是 .
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,石墨烯的碳源可以由一氧化碳、乙醇、酞菁等中的一种或任意组合提供.钴原子在基态时,核外电子排布式为 .
(3)与CO分子互为等电子体的分子和离子各写出1种,分别为 和 (填化学式)[等电子体为原子数相同,核外电子总数相同的粒子].
(4)酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是 .

| 电离能I(eV) | A | B | C | D | E |
| I1 | 11.3 | 14.5 | 13.6 | 5.2 | 6.0 |
| I2 | 24.4 | 29.6 | 35.1 | 49.3 | 18.8 |
| I3 | 47.9 | 47.4 | 54.9 | 71.6 | 28.4 |
| I4 | 64.5 | 77.5 | 77.4 | 98.9 | 112.0 |
| I5 | 392.1 | 97.9 | 113.9 | 138.3 | 153.7 |
(1)表中的金属元素是
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,石墨烯的碳源可以由一氧化碳、乙醇、酞菁等中的一种或任意组合提供.钴原子在基态时,核外电子排布式为
(3)与CO分子互为等电子体的分子和离子各写出1种,分别为
(4)酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是
考点:原子轨道杂化方式及杂化类型判断,元素电离能、电负性的含义及应用
专题:原子组成与结构专题,化学键与晶体结构
分析:(1)原子越容易失电子,则其电离能越小,表中A、B、C第一电离能较大,应该是非金属元素,C和D第一电离能较小,则C和D应该是金属元素;
如果前三电离能相差不大,第四电离能突然增大,则该元素的最外层电子数是3,常常呈现+3价;
同周期相邻元素,第一电离能一般为非金属性越强,第一电离能越大,若某元素np轨道上的电子半满,不易失去一个电子,第一电离能比较大;
(2)Co元素原子序数为27,其基态原子核外有27个电子,根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式;
(3)与CO互为等电子体的分子有氮气、离子有 CN-;
(4)根据价层电子对互斥理论确定C原子杂化方式.
如果前三电离能相差不大,第四电离能突然增大,则该元素的最外层电子数是3,常常呈现+3价;
同周期相邻元素,第一电离能一般为非金属性越强,第一电离能越大,若某元素np轨道上的电子半满,不易失去一个电子,第一电离能比较大;
(2)Co元素原子序数为27,其基态原子核外有27个电子,根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式;
(3)与CO互为等电子体的分子有氮气、离子有 CN-;
(4)根据价层电子对互斥理论确定C原子杂化方式.
解答:
解:(1)金属元素的第一电离能比较小,第一个电子容易失去,通过表格可以看出DE的第一电离能比较小;化合价为+3价,说明前三电离能比较小,第四电离能突然增大,故符合的只有E;
若A、B、C依次为同周期相邻元素,第一电离能一般为非金属性越强,第一电离能越大,有特殊情况为,若B的np轨道上的电子半满,能量比A和C低,不易失去一个电子,故第一电离能比A和C大;
故答案为:DE;E;B的np轨道上的电子半满,能量比A和C低,第一电离能比A和C大;
(2)钴原子为27号元素,根据构造原理知,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2,故答案为:[Ar]3d74s2;
(3)等电子体为价层电子数相等、原子个数相等,CO分子中电子数为14,与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为N2、CN-等,故答案为:N2;CN-;
④C-N=C中氮原子价层电子对个数是3且含有一个孤电子对,所以为sp2杂化,C-NH-C中氮原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,所以为sp3杂化,故答案为:sp2和sp3.
若A、B、C依次为同周期相邻元素,第一电离能一般为非金属性越强,第一电离能越大,有特殊情况为,若B的np轨道上的电子半满,能量比A和C低,不易失去一个电子,故第一电离能比A和C大;
故答案为:DE;E;B的np轨道上的电子半满,能量比A和C低,第一电离能比A和C大;
(2)钴原子为27号元素,根据构造原理知,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2,故答案为:[Ar]3d74s2;
(3)等电子体为价层电子数相等、原子个数相等,CO分子中电子数为14,与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为N2、CN-等,故答案为:N2;CN-;
④C-N=C中氮原子价层电子对个数是3且含有一个孤电子对,所以为sp2杂化,C-NH-C中氮原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,所以为sp3杂化,故答案为:sp2和sp3.
点评:本题考查物质结构和性质,涉及原子杂化方式判断、得电子体、原子核外电子排布等知识点,根据价层电子对互斥理论、得电子体理论、构造原理等知识点即可解答,侧重考查基本理论和基本概念,题目难度中等.
练习册系列答案
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