Question

14．下表中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界并未用实线画出．
根据信息回答下列问题：
（1）基态Ga原子的最外层电子排布式为4s²4p¹．
（2）铁元素位于元素周期表的d区；Fe和CO易形成配合物Fe（CO）₅，在Fe（CO）₅中铁的化合价为0．
（3）已知：原子数目和价电子总数均相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征．与CO互为等电子体的分子和离子分别为N₂和CN^-（填化学式）．
（4）在CH₄、CO、CH₃OH中，碳原子采取sp³杂化的分子有CH₄、CH₃OH．
（5）根据VSEPR模型预测ED${\;}_{4}^{-}$的空间构型为正四面体．B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子为CO₂、N₂O₃、CCl₄（写3种）．

Answer 1

分析 （1）Ga位于第四周期第IIIA族，最外层有3个电子；
（2）元素周期表五区的划分是根据最后排入的电子名称命名的；根据化合物的化合价代数和为0分析；
（3）价电子数相同和原子数相同的微粒互称等电子体；
（4）先根据价层电子对互斥理论判断价层电子对，然后再确定采取的杂化方式；
（5）价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，根据价层电子对数判断微粒构型；根据元素周期表知，B、C、D、E分别是C、N、O、Cl是四种元素，若化合价的绝对值+原子最外层电子数=8，分子中每个原子最外层都达到8电子稳定结构，据此分析．

解答 解：（1）Ga位于第四周期第IIIA族，最外层有3个电子，其最外层电子排布式为4s²4p¹；
故答案为：4s²4p¹；
（2）元素周期表五区的划分是根据最后排入的电子名称命名的．Fe原子是26号元素，Fe原子的基态核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
这些电子排列时遵循能量最低原理（先排能量低的后排能量高的），这些能级的能量大小顺序为：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d，
根据能量最低原理先排4s电子后排3d电子，所以 最后排入的是3d电子，根据命名规则属d区，根据化合物化合价的代数和为0，Fe与CO易形成配合物Fe（CO）₅化合价的代数和为0，CO的化合价的代数和为0，
故答案为：d；0；
（3）根据等电子体的定义，CO的等电子体必须是双原子分子或离子，且电子总数相等．对于原子，原子序数=原子核外电子总数，所以，如果是分子，只要原子序数之和相等即可．CO中C是6号元素，O是8号元素，原子序数之和为14，N是7号元素，且可形成双原子分子，所以分子是N₂．
故答案为：N₂、CN^-；
（4）在CH₄中价层电子对数=σ键电子对数（4）+中心原子上的孤电子对数（0），所以碳原子采取sp³杂化．在CO分子中价层电子对数=σ键电子对数（1）+中心原子上的孤电子对数（1），所以碳原子采取sp杂化．CH₃OH中，价层电子对数=σ键电子对数（4）+中心原子上的孤电子对数（0），所以碳原子采取sp³杂化．
故答案为：CH₄、CH₃OH；
（5）根据元素周期表知，E是Cl元素，D是O元素，ED₄^-是ClO₄^-离子，价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数，价层电子对数=4+$\frac{1}{2}$（7+1-4×2）=4，根据VSEPR理论预测ED₄^-离子的空间构型为正四面体型．
C、N、O、Cl是四种元素，两两形成的化合物且每个原子最外层都达到8电子稳定结构的化合物有：CO₂、N₂O₃、CCl₄；
故答案为：正四面体；CO₂、N₂O₃、CCl₄．

点评 本题考查基态原子或离子的核外电子排布或最外层电子排布、分子中原子采取的杂化方式、对于元素周期表，学习时要记住它的周期、族的划分，要熟记前36号元素，五区的划分、边界、划分依据等都要掌握，在学习中要灵活掌握根据VSEPR理论预测分子或离子的空间构型是学习的重点，也是近几年高考的热点．