Question

15．某配位化合物为深蓝色晶体，由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成，其原子个数比为14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，E元素的外围电子排布式为（n-1）dⁿ⁺⁶ns¹，回答下列问题．
（1）元素B、C、D的第一电离能由大到小的排列顺序为N＞O＞S．（用元素符号表示）
（2）D元素原子的最外层电子排布图为
（3）该配位化合物的化学式为[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，配体的中心原子的杂化方式为取sp³．
（4）C元素可与A元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1：1和1：2，两种化合物可以任意比互溶，解释其主要原因为H₂O与H₂O₂分子之间存在氢键．
（5）A元素与B元素可形成分子式为A₂B₂的某化合物，该化合物的分子具有平面结构，则其结构式为H-N=N-H，分子中含有3个σ键，1个π键．

Answer 1

分析 某配位化合物为深蓝色晶体，由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成，其原子个数比为14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，则C为O元素、D为S元素；E元素的外围电子排布为（n-l）dⁿ⁺⁶ns^l，则n+6=10，故n=4，故其外围电子排布为3d¹⁰4s^l，则E为Cu；故该深蓝色晶体应含有[Cu（NH₃）₄]²⁺、SO₄^2-，结合原子序数可知A为H、B为N，由原子数目之比，可知该配合物含有1个结晶水，故其化学式为：[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，据此解答．

解答 解：某配位化合物为深蓝色晶体，由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成，其原子个数比为14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，则C为O元素、D为S元素；E元素的外围电子排布为（n-l）dⁿ⁺⁶ns^l，则n+6=10，故n=4，故其外围电子排布为3d¹⁰4s^l，则E为Cu；故该深蓝色晶体应含有[Cu（NH₃）₄]²⁺、SO₄^2-，结合原子序数可知A为H、B为N，由原子数目之比，可知该配合物含有1个结晶水，故其化学式为：[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O．
（1）同主族自上而下第一电离能减小，故O元素第一电离能大于S元素，O与N元素同周期，N元素原子2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能大于O元素，故第一电离能由大到小的排列顺序为：N＞O＞S，
故答案为：N＞O＞S；
（2）D为S元素，其原子的最外层电子排布图为 ，
故答案为：；
（3）由上述分析可知，该配位化合物的化学式为：[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，配体为NH₃，N原子价层电子对数=3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，N原子采取sp³杂化，
故答案为：[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O；sp³；
（4）O元素可与H元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1：1和l：2，则为H₂O、H₂O₂，两种化合物可任意比互溶，其主要原因为：H₂O与H₂O₂分子之间存在氢键，
故答案为：H₂O与H₂O₂分子之间存在氢键；
（5）H元素与N元素可形成分子式为N₂H₂的化合物，该化合物的分子具有平面结构，N原子之间形成N=N双键，N原子与H原子之间形成N-H键，其结构式为H-N=N-H，分子中含有3个σ键，1个π键，
故答案为：H-N=N-H；3；1．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及元素化合物推断、电离能、核外电子排布、微粒结构与性质、杂化轨道、化学键等，关键是根据配位化合物为深蓝色晶体进行推断，难度中等．