Question

15．元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同．
（1）第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物．
①CO可以和很多过渡金属形成配合物，如羰基铁[Fe（CO）₅]、羰基镍[Ni（CO）₄]．CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，CO的结构式为C≡O，与CO互为等电子体的离子为CN^-（填化学式）．
②金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成液态Ni（CO）₄分子．423K时，Ni（CO）₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉．试推测Ni（CO）₄易溶于下列bc．
a．水       b．四氯化碳       c．苯       d．硫酸镍溶液
（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的．镓的基态原子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹，Ga的第一电离能却明显低于Zn，原因是Zn原子的价电子排布式为3d¹⁰4s²，体系的能量较低，原子较稳定，故Zn的第一电离能大于Ga．
（3）用价层电子对互斥理论预测H₂Se和BBr₃的立体结构，两个结论都正确的是d．
a．直线形；三角锥形        b．V形；三角锥形       
c．直线形；平面三角形      d．V形；平面三角形
（4）Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关．
①Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）₅晶体属于分子晶体（填晶体类型）．
②CuSO₄•5H₂O（胆矾）中含有水合铜离子因而呈蓝色，写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来）．

Answer 1

分析 （1）①CO中C与O以三键结合在一起；价电子数相同、原子数相同的微粒为互为等电子体；
②根据相似相溶原理分析；
（2）根据核外电子排布式的书写规则书写；根据价电子排布判断电离能的大小；
（3）根据价层电子对互斥理论来判断；
（4）①Fe（CO）₅常温下呈液态，熔沸点较低，应为分子晶体；
②CuSO₄•5H₂O中铜离子含有空轨道，水分子含有孤对电子对，铜离子与水分子之间形成配位键，铜离子配体数为4．

解答 解：（1）①CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式为C≡O，等电子体中原子数和价电子数都相同，则 N₂、CN^-、CO的原子数都是2，价电子数都是10，则互为等电子体，
故答案为：C≡O；CN^-；
②Ni（CO）₄中Ni采取SP³杂化，是正四面体结构，所以属于非极性分子，根据相似相溶原理，非极性溶质易溶于非极性溶剂，苯和四氯化碳是非极性分子，所以Ni（CO）₄易溶于苯和四氯化碳，
故答案为：bc；
（2）镓是31号元素，该原子核外有31个电子，4S能级能量小于3d能级能量，根据能量最低原理，电子先排4s能级后排3d能级，所以铜的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；Zn原子的价电子排布式为3d¹⁰4s²，价电子中3d、4s轨道为全充满状态，原子较稳定，故Zn的第一电离能大于Ga，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；Zn原子的价电子排布式为3d¹⁰4s²，体系的能量较低，原子较稳定，故Zn的第一电离能大于Ga；
（3）H₂S分子的中心原子S原子上含有2个σ 键，中心原子上的孤电子对数=$\frac{6+1×2}{2}$=4，所以硫化氢分子的VSEPR模型是四面体型，略去孤电子对后，实际上其空间构型是V型；BF₃分子的中心原子B原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数=$\frac{3+1×3}{2}$=3，所以BF₃分子的VSEPR模型是平面三角型，中心原子上没有孤对电子，所以其空间构型就是平面三角形．
故选：d；
（4）①Fe（CO）₅常温下呈液态，熔沸点较低，易溶于非极性溶剂，应为分子晶体，
故答案为：分子晶体；
②CuSO₄•5H₂O中铜离子含有空轨道，水分子含有孤对电子对，铜离子与水分子之间形成配位键，铜离子配体数为4．水合铜离子的结构简式为．
故答案为：．

点评 本题综合性较强，涉及分子的结构、晶体与化学键、核外电子排布规律、杂化类型的判断、配位键等，题目难度中等，是对所学知识及学生能力的综合考查．注意分子立体构型以及杂化类型的判断，为物质结构与性质模块的考查热点．