Question

10．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）2007年诺贝尔化学奖获得者Gerhard  Ertl利用光电子能谱证实：洁净铁（可用于合成氨反应的催化剂）的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图（图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）．则在图示状况下，铁颗粒表面上$\frac{N}{Fe}$原子数比值的最大值为1：2．

Answer 1

分析 （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C、O之间为三键；等电子体中原子数和价电子数都相同；
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）根据氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图可以看出，每个铁原子周围有2个氮原子，而每个氮原子周围有4个铁原子，据此答题．

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）根据氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图可以看出，每个铁原子周围有2个氮原子，而每个氮原子周围有4个铁原子，所以对于某个氮原子来讲，属于这个氮原子的铁原子数为4×$\frac{1}{2}$=2，所以氮原子与铁原子的个数比为1：2，
故答案为：1：2．

点评 本题考查物质的结构与性质，注重对电子排布式、等电子体、电离能、价层电子对互斥理论等考点的训练，难度中等．