Question

根据要求完成下列问题：

(1)某元素原子共有 3 个价电子，其中一个价电子位于第三能层 d 轨道，试回答： 该元素核外价电子排布图为____________，电子排布式为__________。 该元素的原子序数为___________，该元素是___________元素(填“金属”或“非金属”)，形成的单质为___________晶体。

(2)指出配合物K₃[Co(CN)₆]中的中心离子、配位体及其配位数：________、________、_________。

(3)下列分子中若有手性原子，请用“*”标出其手性碳原子________________、___________________。

(4)在下列物质①CO₂、②NH₃、③CCl₄、④BF₃、⑤H₂O、⑥SO₂、⑦SO₃、⑧PCl₃中，属于非极性分子的是(填编号)__________________。

(5)试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“>”、“<”或“＝”)：H₂SO₄________H₂SO₃；HClO₃________HClO₄；

(6)根据价层电子对互斥理论判断下列问题：H₂S 中心原子的杂化方式为________杂化，VSEPR 构型为________________，分子的立体构型为________。

(7)H₂O 的沸点(100℃)比 H₂S 的沸点(-61℃)高，这是由于___________。

Answer

1s22s22p63s23p63d14s2 21 金属 金属 Co3+ CN- 6 第一种分子结构有手性碳原子， 第二种分子结构没有手性碳原子 ①③④⑦ ＞ ＜ sp3 正四面体 V形 水分子之间存在氢键

【解析】

根据题中给出的信息，写出价电子排布图和电子排布式，并进行相关问题的解答；根据题中给出的结构，判断中心离子、配位体及配位数；根据手性碳原子的概念进行判断；根据分子的成键情况和对称情况判断极性分子和非极性分子；根据同一元素的价态高低判断酸性强弱；根据VSEPR理论判断中心原子杂化类型，空间构型；根据H2O能形成氢键判断沸点高低。

(1)某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子位于第三能层d轨道，价电子排布式为3d14s2，其价电子排布图为：，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d14s2，原子序数为21，处于第四周期ⅢB族，属于金属元素，形成金属晶体；答案为：；1s22s22p63s23p63d14s2；21；金属；金属；

(2)由配合物K3[Co(CN)6]结构可知，中心离子为Co3+、配位体是CN-、配位数为6；答案为Co3+，CN-，6。

(3)连接4个不同的原子团或原子的碳原子是手性碳原子，图中标“*”为手性碳原子，该结构中碳原子连有相同的原子团或原子，无手性碳原子；答案为：第一种分子结构有手性碳原子， ，第二种分子结构没有手性碳原子；

(4)①CO2中C元素化合价为+4，C原子最外层4个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；

②NH3中N元素化合价为-3，N原子最外层5个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；

③CCl4中C元素化合价为+4，C原子最外层4个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；

④BF3中B元素化合价为+3，B原子最外层3个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；

⑤H2O中O元素化合价为-2，O原子最外层6个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；

⑥SO2中S元素化合价为+4，S原子最外层6个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；

⑦SO3中S元素化合价为+6，S原子最外层6个电子全部成键，对称结构，正负重心重合，为非极性分子；

⑧PCl3中P元素化合价为+3，P原子最外层5个电子未全部成键，不对称结构，正负重心不重合，为极性分子；

由上述分析得，属于非极性分子的是①③④⑦；答案为①③④⑦。

(5)同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，对应的含氧酸的酸性越强，H2SO4中S元素化合价为+6价，H2SO3中S元素化合价为+4价，故酸性H2SO4＞H2SO3，HClO3中Cl元素化合价为+5价，HClO4中Cl元素化合价为+7价，故酸性HClO3＜HClO4；答案为＞，＜。

(6)H2S分子价层电子对数=2+ =4，有两对孤电子对，则中心原子S原子采取sp3杂化，VSEPR构型为正四面体型，分子的立体构型为V形；答案为sp3，正四面体，V形。

(7)水分子之间存在氢键，沸点高于同族其它元素氢化物，所以H2O的沸点（100℃）比H2S的沸点（-61℃）高；答案为水分子之间存在氢键。