Question

（14分）A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大，B与C能层数相同，D与E能层数相同，C与D价电子结构相同，基态时B、C、D原子核外皆有2个未成对电子，A、E只有1个未成对电子，A能分别与B、C、D、E形成不同的分子。

（1）写出基态时B的价电子排布图                  ，E^—的原子结构示意图                  。

（2）写出BCD的电子式                    ，E₂C的结构式                        。

（3）根据题目要求完成以下填空：

EC₃^—中心原子杂化方式             ；DC₃中心原子杂化方式              ；

EC₄^—微粒中的键角               ；BC₃^2—微粒的键角               ；

DE₂分子的立体构型               ；B₂A₂分子的立体构型               。

（4）一种由A、B、C三种元素组成的分子A₂BC₂，该分子中σ键数目为        ，π键数目为           。

（5）根据等电子原理，指出与BC₂互为等电子体的离子          （一种即可）

Answer

(14分)

（1） 2s 2p

↑↓

↑

↑

（2） Cl—O—Cl

（3） sp3 sp2109°28ˊ 120° V形 直线形

（4） 4 1

（5）N3- 、AlO2-、 SCN-、CNO- 等­ 任意一种（2分）

【解析】

试题分析：A只有1个未成对电子，且A的原子序数在五种元素中最小，B、C是同周期元素，则A是H元素，B、C是第二周期元素，D、E是第三周期元素，E也只有1个未成对电子，结合E的原子序数和周期，判断E是Cl元素；C、D的价电子层结构相同，则C、D是同主族元素，基态时B、C、D原子核外皆有2个未成对电子，B的原子序数小于C，则B的2p能级有2个电子，C的2p能级有4个电子，所以B是C元素，C是O元素，则D是S元素。

（1）根据以上分析B是C元素，价电子排布图为

↑↓

↑

↑

2s 2p

E是Cl元素，Cl-的结构示意图为

（2）BCD的化学式为COS，根据元素的价键原则，C与O、S分别形成双键，电子式为；E2C的化学式为Cl2O，所以O分别与Cl原子形成一个共价键，结构式为Cl—O—Cl

（3）根据VSEPR理论，ClO3-的中心原子的价层电子对数=3+1/2(7+1-6)=4，所以中心原子杂化方式是sp3杂化；同理可计算SO3中心原子杂化方式是sp2杂化；ClO4—微粒中的中心原子的杂化方式是sp3杂化，无孤对电子，所以空间构型是正四面体型，键角是109°28ˊ；CO32—微粒的中心原子的杂化方式是sp2杂化，无孤对电子，所以空间构型是平面正三角形，键角是120°；SCl2分子中中心原子的杂化方式是sp3杂化，有2对孤对电子，所以立体构型是V型；C2H2分子中中心原子的杂化方式是sp杂化，立体构型是直线型；

（4）一种由A、B、C三种元素组成的分子A2BC2，化学式为CH2O2，该物质是甲酸，分子中含有4个σ键，1个π键；

（5）与CO2是等电子体的物质的化学式中也是三原子分子，价电子数是16，若为离子则是N3-、AlO2-、 SCN-、CNO- 等­。

考点：考查元素的推断，电子排布图、结构示意图的书写，VSEPR理论的应用，键角、杂化方式、空间构型的判断，化学键的判断，等电子体的判断