Question

14．根据要求完成下列问题：
（1）某元素原子共有4个价电子，其中2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，基态原子核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²．该元素的原子序数为22，该元素是金属元素（填“金属”或“非金属”）．
（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）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①PCl₃②NH₃③CCl₄④CO₂⑤SO₂ ⑥BF₃⑦SO₃⑧H₂O中，属于非极性分子的是（填编号）③④⑥⑦．
（5）试比较下列含氧酸的酸性强弱（填“＞”、“＜”或“=”）：H₃PO₄＞H₃PO₃； HClO₄＞HClO₃； H₂SO₃＜H₂SO₄．
（6）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，分子的立体构型为三角锥形．
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．
（7）H₂O的沸点（100℃）比H₂S的沸点（-61℃）高，这是由于水分子之间存在氢键．

Answer 1

分析 （1）某元素原子共有4个价电子，其中2个价电子位于第三能层d轨道，价电子排布式为3d²4s²，其基态原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，处于第四周期ⅥB族，为金属元素；
（2）根据配合物K₃[Co（CN）₆]结构分析中心离子为Co³⁺、配体为CN^-、配位数为6；
（3）连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子．
（4）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；
（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；
（6）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；
②BF₃分子中，B原子孤电子对数=$\frac{3-1×3}{2}$=0，价层电子对数=3，据此分析解答；
（7）根据氢键进行分析．

解答 解：（1）某元素原子共有4个价电子，其中2个价电子位于第三能层d轨道，其价电子排布图为：该元素为Ti元素，原子核外有22个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，该元素位于第四周期第IVB族，为金属元素，
故答案为：；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；22；金属；
（2）根据配合物K₃[Co（CN）₆]结构分析，含有空轨道的金属阳离子为中心离子，所以中心离子为Co³⁺、有孤对电子的原子或离子为配体，所以配体为CN^-、配位数就是配体的个数，所以配位数为6，
故答案为：Co³⁺；CN^-；6；
（3）连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，所以手性碳原子分别为：
，故答案为：；
（4）①PCl₃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；
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；
④CO₂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；
⑤SO₂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；
⑥BF₃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；
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；
⑧H₂O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；
故选：③④⑥⑦；
（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，故酸性：H₃PO₄＞H₃PO₃，HClO₄＞HClO₃，H₂SO₃＜H₂SO₄，
故答案为：＞；＞；＜；
（6）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，B原子孤电子对数=$\frac{3-1×3}{2}$=0，价层电子对数=3，故B原子采取sp²杂化，分子的立体构型为平面三角形，
故答案为：sp²；平面三角形；
（7）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：水分子之间存在氢键．

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，难度不大，侧重对基础知识巩固．