Question

有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所示：

元素	结构、性质等信息
A	是元素周期表中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素某种合金是原子反应堆导热剂
B	B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C	元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂
D	是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
E	L层上有2对成对电子

请根据表中信息填写：

(1)B原子的简化电子排布式_____。

(2)A元素在周期表中的位置_____；离子半径：A_____B(填＞、＝或＜ )。

(3)E原子的价电子排布图是____，其原子核外有______个未成对电子，能量最高的电子为_____轨道上的电子，其轨道呈_____形。

(4)D原子的外围电子排布式为____，D^-的离子结构示意图是_____。

(5)C、E元素的第一电离能的大小关系是_____(用元素符号表示，下同)。

(6)已知CD₃分子中D元素为＋1价，则C、D的电负性大小关系是____，CD₃的中心原子杂化轨道类型是___，CD₃与水反应的化学方程式是_____。

Answer

[Ne]3s23p1 第三周期第ⅠA族 ＞ 2 p或2p 哑铃 3s23p5 N＞O N＞Cl sp3 NCl3+4H2O=NH3·H2O+3HClO或NCl3+3H2O=NH3+3HClO

【解析】

先根据元素的结构、性质等推断元素。A是元素周期表中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素某种合金是原子反应堆导热剂，则A是Na元素；B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性，则B是Al元素；元素C的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂，则C是N元素，该氢化物是NH3；D是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂，则D是Cl元素；E元素的L层上有2对成对电子，则E核外电子排布是1s22s22p4，E是O元素。然后结合原子核外电子排布规律、元素周期律及元素和化合物的性质逐一分析解答。

根据上述分析可知：A是Na；B是Al；C是N；D是Cl；E是O元素。

(1)B是Al元素，其原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p1，Al的简化电子排布式[Ne] 3s23p1；

(2)A是Na，核外电子排布是2、8、1，故该元素在周期表中的位置是位于第三周期第IA族；Na+、Al3+核外电子排布都是2、8，由于核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Na+＞Al3+；

(3)E是O，O核外电子排布式是1s22s22p4，故O原子的价电子排布图是；其原子核外有2个未成对电子；能量最高的电子为2p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形或纺锤形；

(4)D是Cl，原子的外围电子排布式为3s23p5，Cl-是Cl原子得到1个电子形成的微粒，故Cl-的离子结构示意图是；

(5)C是N，核外电子排布式为1s22s22p3；E是O，O元素的核外电子排布式为1s22s22p4；由于N元素的最外层电子2p电子处于半充满的稳定状态，失去1个电子比O元素难，故N元素第一电离能比O元素的第一电离能的大，即第一电离能：N＞O；

(6)在NCl3分子中Cl元素为＋1价，N为+3价，说明N、Cl的电负性大小关系是：N＞Cl；在NCl3中N元素形成了3对共用电子对，N原子上还有1对孤电子对，故N原子的杂化轨道类型是sp3杂化，NCl3与水反应产生NH3和HClO，该反应的化学方程式是NCl3+3H2O=NH3+3HClO，也可以写为NCl3+4H2O=NH3·H2O+3HClO。