Question

7．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．该元素的原子序数为21，该元素是金属元素（填“金属”或“非金属”），形成的单质为金属晶体．
（2）指出配合物K₃[Co（CN）₆]中的中心离子、配位体及其配位数：Co³⁺、CN^-、6．
（3）在下列物质①CO₂、②NH₃、③CCl₄、④BF₃、⑤H₂O、⑥SO₂、⑦SO₃、⑧、PCl₃中，属于非极性分子的是（填番号）①③④⑦．
（4）试比较下列含氧酸的酸性强弱（填“＞”、“＜”或“=”）：HClO₃＜HClO₄；   H₃PO₄＞H₃PO₃．
（5）根据价层电子对互斥理论判断下列问题：
①NH₃中心原子的杂化方式为sp³杂化，VSEPR构型为正四面体，
②BF₃分子中，中心原子的杂化方式为sp²杂化，分子的立体构型为平面三角形．
（6）H₂O的沸点（100℃）比H₂S的沸点（-61℃）高，这是由于水分子之间可形成氢键．

Answer 1

分析 （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，其基态原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²，处于第四周期ⅢB族，为金属元素；
（2）根据配合物理论分析，配位体：提供孤电子对的分子或离子；配位原子：配体中，提供电子对的原子，配位数：中心原子周围的配位原子个数；
（3）不同非金属元素之间易形成极性键，正负电荷重心重合的分子为非极性分子；
（4）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；
（5）①N原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，据此分析解答；②B原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；
（6）根据氢键进行分析，氢键影响晶体的熔沸点．

解答 解：（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，
故答案为：；21；金属；金属；
（2）配合物K₃[Co（CN）₆]中的中心离子为Co³⁺、配位体是CN^-、配位数为6；
故答案为：Co³⁺；CN^-；6； 
（3）①CO₂中C元素化合价为+4，C原子最外层4个电子全部成键，为非极性分子；
②NH₃中C元素化合价为-3，N原子最外层5个电子未全部成键，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，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，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，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，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，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，为极性分子；
故选①③④⑦；
（4）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，故酸性：HClO₃＜HClO₄；H₃PO₄＞H₃PO₃，
故答案为：＜；＞；
（5）①NH₃分子中心N原子孤电子对数=$\frac{5-1×3}{2}$=1，价层电子对数=3+1=4，故N原子采取sp³杂化，VSEPR构型为正四面体，分子的立体构型为三角锥形，
故答案为：sp³；正四面体；三角锥形；    
②BF₃分子中心B原子孤电子对数=$\frac{3-3×1}{2}$=0，价层电子对数=3+0=34，故B原子采取sp²杂化，VSEPR构型为平面三角形，分子的立体构型为平面三角形，
故答案为：sp²；平面三角形；
（5）水分子之间存在氢键，沸点高于同族其它元素氢化物，
故答案为：水分子之间可形成氢键．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、分子结构与性质、价层电子对互斥理论等，难度中等，侧重对基础知识巩固．