Question

16．表中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界并未用实线画出．

根据信息回答下列问题：
（1）基态Ga原子的最外层电子排布式为4s²4p¹
（2）铁元素位于元素周期表的d区；Fe和CO易形成配合物Fe（CO）₅，在Fe（CO）₅中铁的化合价为0．
（3）已知：原子数目和价电子总数均相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征．与CO互为等电子体的分子和离子分别为N₂和CN^-（填化学式）．
（4）在CH₄、CO、CH₃OH中，碳原子采取sp³杂化的分子有CH₄、CH₃OH．
（5）根据VSEPR模型预测ED${\;}_{4}^{-}$的空间构型为正四面体．B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子为CO₂、CCl₄、NCl₃（写3种）．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置，可知A为H、B为C、C为N、D为O、E为Cl元素．
（1）Ga元素处于第四周期ⅢA族；
（2）Fe元素处于d区，Fe和CO形成配合物Fe（CO）₅，CO为中性分子，利用化合价代数和为0判断Fe的化合价；
（3）价电子数相同和原子数相同的微粒互称等电子体，与CO互为等电子体的分子和离子分别为N₂、C₂^2-、CN^-；
（4）判断CH₄、CO、CH₃OH中C原子价层电子对数，确定其杂化方式；
（5）ED₄^-是ClO₄^-离子，价层电子对数=σ键数目+中心原子上的孤电子对数，进而确定其空间结构；
若化合价的绝对值+原子最外层电子数=8，分子中每个原子最外层都达到8电子稳定结构．

解答 解：由元素在周期表中位置，可知A为氢、B为碳、C为氮、D为氧、E为Cl．
（1）Ga元素处于第四周期ⅢA族，其最外层电子排布式为4s²4p¹；
故答案为：4s²4p¹；
（2）Fe元素处于d区，Fe和CO形成配合物Fe（CO）₅，CO为中性分子，根据化合物化合价的代数和为0，则Fe的化合价为0，
故答案为：d；0；
（3）原子数目和价电子总数均相同的微粒互为等电子体，与CO互为等电子体的分子为N₂，离子分别为N₂、C₂^2-、CN^-，
故答案为：N₂、CN^-；
（4）在CH₄、CH₃OH中C原子均成4个σ键，没有孤电子对，故碳原子采取sp³杂化，CO分子结构为C≡O，C原子有一对孤电子对数，所以碳原子采取sp杂化，
故答案为：CH₄、CH₃OH；
（5）ED₄^-是ClO₄^-离子，Cl原子价层电子对数=4+$\frac{1}{2}$（7+1-4×2）=4，没有孤电子对，故其间构型为正四面体型；
C、N、O、Cl四种元素，两两形成的化合物且每个原子最外层都达到8电子稳定结构的化合物有：CO₂、CCl₄、NCl₃等，
故答案为：正四面体；CO₂、CCl₄、NCl₃．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、元素周期表、杂化方式、空间构型、等电子体等，需要学生具备扎实的基础与知识迁移运用能力，难点是空间构型判断，难度中等．