题目内容

11．如图是门捷列夫长式周期表前四周期的结构，编号代表对应的元素．

请回答下列问题：
（1）图中编号为⑩的元素在周期表中的位置第四周期第IIB族；图中编号为⑤的元素价电子层的电子排布式为3d54s2．
（2）表中属于s区的元素是①④⑧（填编号）．
（3）科学发现，②④⑨三种元素的原子形成的晶体具有超导性，其晶胞的结构如图（图中②-、④-、⑨-），则该化合物的化学式为：MgCNi3（用元素符号表示）．

（4）编号为⑥的元素原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物，与钙元素原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是具有孤电子对；常见配体CN-中C原子的杂化轨道类型是sp．
（5）某元素的特征电子排布式为nsnnpn+1，该元素与元素①形成的分子X在①与③形成的分子Y中的溶解度很大，其主要原因是NH3与H2O都是极性分子，根据相似相溶原理，极性分子易溶于极性溶剂中，且分子之间能形成氢键．
（6）用夹层电子互斥理论预测X的分子形状为因NH3中N原子有孤电子对，所以NH3为三角锥形．

分析 由元素周期表可以得出元素①为H，②为C，③为O，④为Mg，⑤为Mn，⑥为Fe，⑦为Cl，⑧为Ca，⑨为Ni，⑩为Cu；
（1）依据元素所在周期和族回答；元素⑤是Mn，其3d轨道为半充满，4s轨道全充满，据此解答即可；
（2）s区为元素周期表的前2列；
（3）晶体的晶胞结构可以确定各个原子的个数；
（4）形成配离子具备的条件为：中心原子具有空轨道，配体具有孤对电子对；根据价层电子对互斥理论确定杂化方式；
（5）某元素的特征电子排布式为nsnnpn+1，则n=2，故该元素的特征电子排布式为2s22p3，为N原子，元素①为H元素，与X形成的物质为NH3，为三角锥型，①与③形成的分子为H2O，NH3与H2O都是极性分子，且分子之间能形成氢键；
（6）价层电子对互斥理论认为：分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果．价层电子对就是指分子中的中心原子上的电子对，包括σ 键电子对和中心原子上的孤电子对；σ 键电子对数和中心原子上的孤电子对数之和就是价层电子对数，由于价层电子对的相互排斥，就可得到含有孤电子对的VSEPR模型，略去孤电子对就是该分子的空间构型．

解答 解：（1）元素⑩为Cu，处于元素周期表中第四周期第IB族，⑤为Mn元素，3d轨道为半满状态，4s轨道全充满，其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2，价电子排布为：3d54s2，故答案为：第四周期第IB族，3d54s2；
（2）属于s区的元素是①④⑧，故答案为：①④⑧；
（3）根据晶体的晶胞结构，每个晶胞含有一个Mg，含有Ni个数为：6×$\frac{1}{2}$=3，含有C个数为：8×$\frac{1}{8}$=1，故该晶体的化学式为：MgCNi3，故答案为：MgCNi3；
（4）形成配离子具备的条件为：中心原子具有空轨道，配体具有孤对电子对，CN-中C原子与N原子键以三键连接，三键中有1个δ键、2个π键，C原子还有一对孤对电子，杂化轨道数2，C原子采取sp杂化，故答案为：具有孤对电子；sp；
（5）某元素的特征电子排布式为nsnnpn+1，则n=2，故该元素的特征电子排布式为2s22p3，该原子外层电子数为5，①与③形成的分子为H2O，NH3与H2O都是极性分子，且分子之间能形成氢键，故NH3在H2O中的溶解度很大，故答案为：NH3与H2O都是极性分子，根据相似相溶原理，极性分子易溶于极性溶剂中，且分子之间能形成氢键；
（6）NH3分子的中心原子N原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数=$\frac{1}{2}$（5-3×1）=1，所以NH3的VSEPR模型是四面体型，略去孤电子对后，其空间构型是三角锥形；故答案为：因NH3中N原子有孤电子对，所以NH3为三角锥形．

点评 本题是一道结构化学知识的题目，考查了学生有关原子结构和晶体结构的知识，综合性强，难度大．

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