Question

8．（1）以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况．试判断，违反了泡利原理的是A；

（2）某元素的激发态（不稳定状态）原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s¹3p³3d²，则该元素基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴；
（3）分子式为C₅H₈O₂的有机物，能与NaHCO₃溶液反应生成气体，则符合上述条件的同分异构体（不考虑立体异构）有12种；
（4）质谱图表明某有机物的相对分子质量为70，红外光谱表明有C═C和C═O的存在，¹H核磁共振谱中峰面积之比依次为1：1：1：3．则该有机物的结构简式为CH₃CH=CHCHO．

Answer 1

分析 （1）泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子；
（2）同一元素的原子中，基态和激发态原子的核外电子总数相等，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；
（3）能与NaHCO₃溶液反应生成CO₂，说明此分子含有羧基，分子式为C₅H₈O₂说明此分子含有碳碳双键，然后根据官能团的位置异构和碳链异构确定，还可能是环状结构；
（4）红外光谱表征到C═C和C═O的存在，相对分子质量为70，中含有1个C═C和1个C═O，去掉1个C═C和1个C═O的式量后剩余式量为70-36-16=18，应含有1个C原子、6个H原子，故该有机物分子式为C₄H₆O，¹H核磁共振谱峰面积之比依次为1：1：1：3，则有4种H原子，不同H原子数目分别为1、1、1、3．

解答 解：（1）泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子；所以违反泡利不相容原理的有A，故答案为：A；
（2）根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁴；
（3）由该有机物的化学性质和组成判断其含有碳碳双键和羧基，
当没有支链时，其碳骨架有3种：CH₂=CH₂CH₂CH₂COOH，CH₃CH=CHCH₂-COOH，CH₃CH₂CH=CHCOOH，
有一个甲基做支链的结构有4种：CH₂=CH（CH₃）CH₂COOH，CH₂=CHCH（CH₃）COOH，（CH₃）₂CH=CHCOOH，CH₃CH=CH（CH₃）COOH，
有一个乙基做支链的结构有1种：CH₂=C（CH₂CH₃）COOH，
四个碳原子碳环接羧基1种，三个碳原子有3种：羧基和甲基可以在同一个碳上，可以在不同的碳上，可以是-CH₂COOH，总共12种，故答案为：12；
（4）红外光谱表征到C═C和C═O的存在，相对分子质量为70，中含有1个C═C和1个C═O，去掉1个C═C和1个C═O的式量后剩余式量为70-36-16=18，应含有1个C原子、6个H原子，故该有机物分子式为C₄H₆O，核磁共振氢谱峰面积之比依次为1：1：1：3，则有4种H原子，不同H原子数目分别为1、1、1、3，则该有机物结构简式为：CH₃CH=CHCHO，故答案为：CH₃CH=CHCHO．

点评 本题考查核外电子排布、同分异构体的判断、核磁共振氢谱等，侧重考查学生分析推理能力，难点同分异构体的判断，难度大，通过碳链异构和位置异构确定有机物种数．