Question

15．根据已学知识，请你回答下列问题：
（1）写出原子序数最小的第Ⅷ族元素原子的原子结构示意图．
（2）写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号：Si或S．
（3）该元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布式为4s²4p⁴，该元素的名称是硒．
（4）已知下列化学键的键能：Si-O：460kJ/mol，Si-Si：175kJ/mol，O=O：498kJ/mol，则反应：Si+O₂=SiO₂的反应热△H=-892KJ/mol．
（5）写出二氧化硫和水合氢离子中S原子，O原子分别采用sp²和sp³杂化形式，其空间构型分别为V形和三角锥形．
（6）用氢键表示法表示HF水溶液中的所有氢键F-H…F、F-H…O、O-F…F、O-H…O．

Answer 1

分析 （1）第Ⅷ族元素有铁、钴、镍，原子序数最小的是铁，原子核外有26个电子，根据原子结构示意图的书写规则书写；
（2）3p轨道上有2个未成对电子时有两种情况，一种是另一个3p轨道上没有电子，一种是另一个3p轨道上充满电子，写出相应的元素符号；
（3）根据原子的外围电子排布是4s²4p⁴，确定该原子名称；
（4）1molSi中含有2molSi-Si，1molSiO₂含有4molSi-O键，△H=反应物的键能和-生成物的键能和；
（5）计算氧原子的价层电子数与氧原子的孤对电子对数，判断杂化方式与水合氢离子的空间构型，计二氧化硫中硫原子的价层电子数与氧原子的孤对电子对数，确定其空间结构；
（6）能形成氢键的原子为N、O、F和氢原子之间，氢键是分子之间的相互作用力．

解答 解：（1）第Ⅷ族元素有铁、钴、镍，原子序数最小的是铁，原子核外有26个电子，其原子结构示意图为：，故答案为：；

（2）3p轨道上有2个未成对电子时有两种情况，一种是另一个3p轨道上没有电子，一种是另一个3p轨道上充满电子，所以当另一个3p轨道上没有电子，该原子是Si；一种是另一个3p轨道上充满电子，该原子是S，故答案为：Si或S；
（3）原子的外围电子排布是4s²4p⁴，说明该原子中各个轨道都充满电子，该原子核外电子数是34，所以是硒元素，故答案为：硒；
（4）△H=反应物的键能和-生成物的键能和=2×175KJ/mol+498KJ/mol-4×460KJ/mol=-892KJ/mol，故答案为：-892KJ/mol；
（5）二氧化硫分子是O原子价层电子对2+$\frac{1}{2}$（6-2×2）=3，氧原子孤对电子对数为1，氧原子采取sp²杂化，二氧化硫分子中硫原子价层电子对2+$\frac{1}{2}$（6-2×2）=3，氧原子孤对电子对数为1，空间构型为V形；
水合氢离子中氧原子的价层电子对3+$\frac{1}{2}$（6-1-3×1）=4，氧原子孤对电子对数为1，氧原子采取sp³杂化，水合氢离子空间构型为三角锥型，
故答案为：sp²；sp³；V形；三角锥型；
（6）N、O、F和氢原子之间能形成氢键，F的氢化物溶液剂为氢氟酸的水溶液，含有HF分子以及H₂O分子，存在的所有氢键为F-H…F、F-H…O、O-F…F、O-H…O，
故答案为：F-H…F、F-H…O、O-F…F、O-H…O．

点评 本题考查结合性质位置关系、核外电子排布、杂化理论与分子构型、键能等，题目综合性较大，侧重对基础知识的巩固，难度中等．