Question

A、B、D、E、G、M六种元素位于元素周期表前四周期，原子序数依次增大。其中，元素A的一种核素无中子，B的单质既有分子晶体又有原子晶体，化合物DE₂为红棕色气体，G是前四周期中电负性最小的元素，M的原子核外电子数比G多10。

请回答下列问题：

(1)基态G原子的核外电子排布式是________，M在元素周期表中的位置是_______，元素B、D、E的第一电离能由大到小的顺序为______________(用元素符号表示)。

(2)元素A和E组成的阳离子空间构型为_______；化合物ABD的结构式为______，其中B原子的杂化方式为________。

(3)D的最高价氧化物对应的水化物甲与气体DA₃化合生成离子化合物乙，常温下，若甲、乙两溶液的pH均等于5，则由水电离出的c(H⁺)_甲/c(H⁺)_乙=_________；乙溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序是___________。

(4)元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。

①X与Y所形成化合物中X的化合价等于其族序数，Y达到8电子的稳定结构则该化合物的化学式为______________；

②E的氢化物(H₂E)在乙醇中的溶解度大于H₂Y，其原因是_________________。

③X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH₃)₄]Cl₂，1mol该配合物中含有σ键的数目为___________。

Answer

1s22s22p63s22p63d104s1 第四周期第ⅠB族 N＞O＞C 三角锥形 H-C≡N sp 10－4 c(NO3-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-) ZnS 水分子与乙醇分子间形成氢键而不与H2S分子形成氢键 16NA或16×6.02×1023或9.632×1024

【解析】

A、B、D、E、G、M六种元素位于元素周期表前四周期，原子序数依次增大。其中，元素A的一种核素无中子，A是H；B的单质既有分子晶体又有原子晶体，所以B是C；化合物DE2为红棕色气体，则D是N，E是O；G是前四周期中电负性最小的元素，则G是K；M的原子核外电子数比G多10，M的原子序数是19+10＝29，所以M是Cu。据此解答。

根据以上分析可知A是H，B是C，D是N，E是O，G是K，M是Cu。则

（1）基态K原子的核外电子排布式是1s22s22p63s22p63d104s1，铜的原子序数是29，铜元素在元素周期表中的位置是第四周期第ⅠB族，同周期非金属性越强，第一电离能越大，但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则元素C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。

（2）元素A和E组成的阳离子是H3O＋,其中氧元素的价层电子对数是3+（6-1-1×3）/2＝4，含有一对孤对电子，因此空间构型为三角锥形；根据8电子和2电子稳定结构化合物HCN的结构式为H-C≡N，分子是直线形结构，其中B原子的杂化方式为sp。

（3）D的最高价氧化物对应的水化物甲是硝酸与气体NH3化合生成离子化合物乙是硝酸铵，硝酸抑制水的电离，铵根水解促进水的电离，所以常温下，若甲、乙两溶液的pH均等于5，则由水电离出的c(H+)甲/c(H+)乙=10－9/10－5=10－4；硝酸铵溶液中铵根水解，溶液显酸性，则所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c(NO3-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)。

（4）元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，因此X是Zn。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，则Y是S。

①X与Y所形成化合物中X的化合价等于其族序数，即为+2价，Y达到8电子的稳定结构，Y是－2价，则该化合物的化学式为ZnS；

②由于水分子与乙醇分子间形成氢键而不与H2S分子形成氢键，所以O的氢化物（H2O）在乙醇中的溶解度大于H2S；

③锌的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，由于单键都是σ键，所以1mol该配合物中含有σ键的数目为16NA。