Question

【题目】周期表前四周期的元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大，A是周期表中原子半径最小的元素，B的基态原子中只有1个未成对电子，C基态原子中有7种不同运动状态的电子，D的最外层电子数是其所处周期数的3倍，E与D同主族，F的一价阳离子最外层有18个电子。回答下列问题：

（1）F在周期表中的位置是_____________

（2）A元素与其他元素形成的含氧酸中，酸根呈三角锥结构的酸是_________，该酸的中心原子的杂化方式为_________

（3）CA3极易溶于水，试从下图中判断CA3溶于水后形成CA3·H2O的合理结构为_____（填字母代号），推理依据是___________

（4）元素B可形成H3BO3，已知H3BO3的电离方程式为H3BO3+2 H2O[B(OH)4]一+H3O+

①基态B、D原子的第一电离能由小到大的顺序为__________(用元素符号表示)

②[B(OH)4]一中B原子的杂化类型为_______________

③写出一种与H3O+互为等电子体的分子的化学式：___________

④H3BO3晶体在热水中的溶解度大于冷水中的溶解度的原因为__________________

Answer 1

【答案】第四周期IB族 H2SO3 sp3 （b） 一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根离子 B＜O sp3 NH3、PH3、AsH3等 H3BO3晶体中H3BO3分子间存在氢键，加热可以打破该氢键，使得H3BO3分子与水分子间形成氢键，从而溶解度更大

【解析】

A是周期表中原子半径最小的元素，即A为H；C基态原子中7种不同运动状态的电子，即C为N；D的最外层电子数是其所处周期数的3倍，即D为O；因为E与D同主族，且原子序数增大，即D为O、E为S；F的一价阳离子最外层有18个电子，即F的价电子为3d104s1，即F为Cu。B的基态原子中只有1个未成对电子，原子序数小于氮元素，则B为硼，据此解答。

根据以上分析可知A、B、C、D、E、F分别是H、B、N、O、S、Cu。则：

（1）F为Cu，位于第四周期IB族；

（2）能与H形成含氧酸的是B、N、S，酸根呈三角锥结构，应有3个σ键，1个孤电子对，即符合条件的是H2SO3；杂化轨道数等于价层电子对数，SO32－中心原子S的价层电子对数为4，S的杂化类型为sp3；

（3）CA3为NH3，NH3溶于水后，形成NH3·H2O，NH3·H2O为弱碱，其电离方程式为NH3·H2ONH4＋＋OH－，因此合理结构为选项（b）；

（4）①同周期从左向右第一电离能增大，因此B的第一电离能小于O；

②根据其离子结构可知，B有4个σ键，无孤电子对，因此B的杂化类型为sp3；

③根据等电子体的定义，H3O＋原子总数为4，价电子总数为8，因此符合条件的分子为NH3、PH3、AsH3等；

④H3BO3晶体中H3BO3分子间存在氢键，加热可以打破该氢键，使得H3BO3分子与水分子间形成氢键，从而溶解度更大。