【文章內(nèi)容簡介】 號，然后逐步往元素周期表的前面推，正好推到IV A族，因此它的價電子構(gòu)型為7s27p2。假定某個星球上的元素服從下面的量子數(shù)限制。n=3…；l=0、2……；m=177。1；ms=＋1/2，則在此星球上，前4個惰性元素的原子序數(shù)各是多少？解析：根據(jù)量子數(shù)的限制，每周期只能有（2n－1）個元素（可以n=2為例排一下，特別注意m=177。1與ms=＋1/2這兩條限制，看是否只排出3種元素），最后一種元素的序數(shù)為n2。這樣，可得如下周期表形式：2345678910111213141516滿殼層為惰性元素，即16號元素。（1）歐洲核子研究中心于1995年10月間制成了世界上第一批反原子——共9個反氫原子，揭開了人類制造與利用反物質(zhì)的新篇章。反氫原子的核電荷數(shù)是______，核外電子數(shù)是______。（2）1974年Dye得到含獨立的Na－離子的化合物。試畫出Na－離子的基態(tài)電子組態(tài)。（3）金屬鈉和鉛的合金可部分溶于液氨，形成溶液。該溶液導(dǎo)電率的測定實驗證實其中除少量外只存在一種陽離子和一種陰離子，且它們的個數(shù)比為4︰1，陽離子只帶一個正電荷，陰離子包括9個原子。試寫出該溶液中電解質(zhì)化學(xué)式。解析：（1）反物質(zhì)的研究是現(xiàn)代科學(xué)研究的一個前沿。當物質(zhì)與反物質(zhì)相遇時就會發(fā)生湮滅，釋放出能量。反氫原子核電荷是負電荷，為－1；核外電子則為正電子，正電子數(shù)為1。（2）金屬在特定的條件下也可以帶上負電荷。Dye利用穴醚的筆狀分子逐個封閉Na+離子，晶體中有一半的Na為Na－。Na－的基態(tài)電子組態(tài)為1s22s22p63s2。（3）Na—Pb合金在液氨的溶劑作用下，Na易失去電子成為Na+；從元素角度考慮， 陰離子是由Pb原子得電子形成的。依題意，陰離子包括9個原子，又陰、陽離子個數(shù)比為1︰4，所以陰離子為。電解質(zhì)的化學(xué)式為Na4Pb9。第二節(jié) 元素周期律與元素周期表A元素的核外電子排布是4s24p2，則下列說法中正確的是（ ）A．A常溫下可與氧氣化合為AO2B．A可與濃HNO3反應(yīng)C．A單質(zhì)有很強的金屬性D．A的氯化物Acl4可以發(fā)生水解反應(yīng)解析：本題考查元素周期律與核外電子排布的相關(guān)知識。首先判斷出A在元素周期表中的位置以及是何元素，再利用元素周期律分析各選項的正誤。由A的核外電子排布4s24p2可知A在第4周期第ⅣA族，是Ge。ⅣA族元素位于元素周期表的中部，即無很強的金屬性，又無很強的非金屬性。通常金屬性強的金屬易與氧氣化合，如K、Na、Ca等；而金屬性弱的金屬不易與氧氣化合，如Cu、Ag、Au等；不很活潑的金屬的鹽通常容易發(fā)生水解，如鉛鹽、錫鹽等。因此可推斷出B、D選項符合題意。指出下列元素景族元素還是副族元素？位于周期表第幾周期第幾族？（1）1s22s22p63s23p5 （2）[Kr]4d105s25p2（3）[Ar]3d34s2 （4）[Ar]3d104s1 （5）[Ar]4s1解析：先根據(jù)其外圍電子構(gòu)型確定在元素周期表中的位置，再確定其所在周期和族。（1）p區(qū)，Ⅲ—ⅧA族或零族，族序數(shù)等于最外層電子數(shù)；2＋5=7。是第三周期第ⅦA。（2）p區(qū)，Ⅲ—ⅦA族或零族，族序數(shù)等于最外層電子數(shù)；2＋2=4，是第五周期第ⅣA族。（3）d區(qū)，Ⅲ—ⅦB族或Ⅷ族，族序數(shù)等于次外層d電子與最外層s電子之和：3＋2=5。是第四周期第V B族。（4）ds區(qū)，I—II B族，族序數(shù)等于其最外層電子數(shù)。是第四周期第I B族。（5）s區(qū)，I—II A族，族序數(shù)等于其最外層電子數(shù)。是第四周期第I A 族。設(shè)想你去某外層星球做了一次科學(xué)考察，采集了該星球上十種元素單質(zhì)的樣品，為了確定這些元素的相對位置以便進行系統(tǒng)研究，你設(shè)計了一些實驗并得到如下結(jié)果：單質(zhì)ABCDEFGHIJ熔點（℃）—500550160210－50370450300260250與水反應(yīng)√√√√與酸反應(yīng)√√√√√√與氧氣反應(yīng)√√√√√√√√不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)√√相對于A元素的原子質(zhì)量按照元素性質(zhì)的周期遞變規(guī)律，試確定以上10種元素的相對位置，并填入下表：ABH解析：解題的關(guān)鍵是突破思維定勢。首先從熔點和不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)兩欄可確定A、E為不活潑的稀有氣體。再由元素性質(zhì)可得出B、F、G、H性質(zhì)相似，I、C性質(zhì)相似，D、J性質(zhì)相似。最后結(jié)合相對于A元素的原子質(zhì)量大小順序（FHEGJDDBIA）確定它們的相對位置。同性相似的元素在周期表中位置相鄰，其中相對原子質(zhì)量相差較大的為同族相鄰，相對較小的為同周期相鄰。然后，按照相對原子質(zhì)量小的元素其原子序數(shù)小原則排列，故上述元素在表中的相對位置為：AIBCDJGEHF下圖表示元素X的前五級電離能的對數(shù)值，試推測X可能是哪些元素？lgIE+12345解析：本題考查對圖形的分析，要注意圖中縱坐標的標度是對數(shù)值，因此X元素的第二和第三三電離能之間有突變，說明它有兩個電子容易電離，電離第三個電子需要破壞8電子構(gòu)型，所以它是IIA 族元素。圖中示出5個電子的電離能值，因此它不可能是Be。因為Be原子總共只有4個電子，綜合分析，X可能是Mg、Ca、Sr或Ba。所以X可能是Mg、Ca、Sr或Ba。第三節(jié) 化學(xué)鍵BF3的幾何構(gòu)型為平面正三角形，而NF3卻是三角錐形，試用雜化軌道加以說明。解析：用sp2雜化軌道、sp3雜化軌道的空間構(gòu)型及等性雜化和不等性雜化軌道加以說明。在BF3中B原子以三個sp2雜化軌道分別與三個P原子的2p軌道形成3個sp2－pσ鍵，B原子的三個sp2雜化軌道是等性雜化軌道，其空間構(gòu)型為平面正三角形，所以BF3的幾何構(gòu)型的為平面正三角形。而NF3中，N原子形成4個sp3雜化軌道，其中有一個雜化軌道已排布兩個電子（弧電子對），能量稍低，另外3個雜化軌道僅排1個電子，能量稍高。N原子用這3個能量相等、各排布有1個電子的sp3雜化軌道分別于3個F原子的2p軌道形成3個sp3－pσ鍵間的夾角小于109176。28′(176。)。因此NF3分子的幾何構(gòu)型為三角錐形。試分別用價鍵理論和分子軌道理論說明稀有氣體不能形成雙原子分子的理由。解析：從稀有氣體原子間的電子不能配對成鍵和它們的鍵極為零分別進行說明。稀有氣體外層電子結(jié)構(gòu)為ns2np6（He除外），是穩(wěn)定的8電子構(gòu)型，現(xiàn)以Ne為例加以說明。價鍵理論認為：氖的外層電子結(jié)構(gòu)為2s22p6或，所有電子都已互相成對，當兩個Ne原子接近時，不能再相互配對（原子中無未成對電子），所以Ne不能形成Ne2分子。分子軌道理論認為：若能形成Ne2分子，則其分子軌道排布式為：[KK(σ2s)2所以Ne不能形成雙原子分子。NSF是一種不穩(wěn)定的化合物，它可以聚合成三聚分子A，也可以加合一個F－生成B，還可以失去一個F－變成C。（1）試寫出NSF和產(chǎn)物A、B、C的Lewis結(jié)構(gòu)式。（2）預(yù)期A、B、C中哪一個N—S鍵最長？哪一個N—S鍵最短？為什么？（3）假設(shè)有NSF的同分異構(gòu)體存在[SNF]，請按照（1）、（2）內(nèi)容回答問題。解析：（1）本題可采用Lewis結(jié)構(gòu)理論，計算出NSF的化學(xué)鍵數(shù)。因應(yīng)該是三條共價鍵，即N=S—F，但它存在形式電荷：而N=S—F中各原子的形式電荷為零，所以只要修正S原子的nr=10即可。所以NSF的Lewis結(jié)構(gòu)式為N≡S—F，其中，N、S、F的形式電荷均為零。（2）從A、B、C的結(jié)構(gòu)看，C的N—S鍵最短，因為N—S之間為共價叁鍵，A、B結(jié)構(gòu)式中N—S之間都為共價鍵，但A中可認為有離域π鍵存在，所以A中N—S鍵最長。（3）當SNF排列時，Lewis結(jié)構(gòu)式為，所以從結(jié)構(gòu)上看，C中的N—S鍵仍然最短，A中N—S鍵最長。1919年Langmuir提出：“凡原子數(shù)與電子總數(shù)相等的物質(zhì)，則結(jié)構(gòu)相同，物理性質(zhì)相近，”稱為等電子原理，相應(yīng)的物質(zhì)互稱為電子體。(BN)n是一種新型無機合成材料，它與某單質(zhì)互稱為等電子體。工業(yè)上制造(BN)n的方法之一是用硼砂和尿素在 1 073～1 273 K時反應(yīng)，得到α(BN)n及其他元素的氧化物。α(BN)n可作高溫潤滑劑，電器材料和耐熱的涂層材料等。如在高溫下反應(yīng)，可制得β(BN)n，β(BN)n硬度特高，是作超高溫耐熱陶瓷材料、磨料、精密刀具的優(yōu)良材料。試問：（1）它與什么單質(zhì)互為等電子體？（2）寫出硼砂與尿素反應(yīng)的方程式。（3）根據(jù)等電子原理畫出α(BN)n與β(BN)n的構(gòu)型。解析：等電子體是一個很重要的概念。它可以從已知物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)推測未知的等電子體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。由于BN的價電子=3＋5=8，(BN)n的價電子數(shù)為8n(24n)，與金剛石和石墨的價電子數(shù)相等(4n)，而n→∞，因此在此情況下4n與24n相等。再根據(jù)題中信息“β(BN)n硬度特高，是作超高溫耐熱陶瓷材料、磨料、精密刀具的材料”易知：β(BN)n結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)相似，而由“α(BN)n可作高溫潤滑劑、電器材料和耐熱的涂層材料等”可推知：α(BN)n結(jié)構(gòu)與石墨相似。問（2）主要是寫化學(xué)方程式。在高溫下反應(yīng)除生成指定產(chǎn)物(BN)n外，還應(yīng)生成其他的穩(wěn)定物質(zhì)。根據(jù)質(zhì)量定恒定律，這些在高溫下穩(wěn)定的物質(zhì)Na2O、COH2O。（1）α(BN)n、β(BN)n的與金剛石、石墨互為等電子體。（2）Na2B4O7＋2CO(NH2)2=4(BN)4＋Na2O＋4H2O＋2CO2（3）因為α(BN)n結(jié)構(gòu)與石墨相似，β(BN)n結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)相似，則它們的結(jié)構(gòu)畫成：（α(BN)n結(jié)構(gòu)） （β(BN)n結(jié)構(gòu)）需要指出的是：在畫β(BN)n結(jié)構(gòu)時，要注意B、N的位置。B位于ⅢA族，在一般化合物中每個B原子周圍只能相連三根共價鍵。第四節(jié) 分子間作用力某溫度、某壓強下取三份等體積無色氣體A，于198K、mol－mol－1；于298K、353K、363K下各取1L（氣體壓強相同）上述無色氣體分別溶于10 L水中，形成的溶液均顯酸性。則（1）無色氣體是______________________。（2）各溫度下摩爾質(zhì)量不同的可能原因是_________________。（3）若三份溶液的體積相同（設(shè)溶解后溶液溫度也相同），其物質(zhì)的量濃度比值是多少？解析：（1）由題目信息可知不同溫度下測得A氣體的摩爾質(zhì)量不同，并且隨著溫度的升高而減小，這種情況可能是由于分子發(fā)生了締合所致。那么，A氣體究竟是什么氣體？這可以從所學(xué)過的溶于水且具有酸性的氣體如HCl、ClSONOHF等氣體去尋找。在這些氣體中，前四者沒有能夠發(fā)生分子締合的因素，盡管NO2可以締合，但是沒有哪一種形體的分子量與題目所給數(shù)據(jù)相吻合，故A只可能是HF，且從摩爾質(zhì)量角度驗證也符合。另一方面，HF分子間能夠形成氫鍵，能發(fā)生分子締合。（2）由于氫鍵的形成與溫度無關(guān)。溫度越高締合度越小，溫度越低締合度越大。因此，溫度從298K→353K→363K，mol－1→mol－1→mol－1是可以理解的。（3）由于三種締合體溶于水后，均成HF單體分子。而溶液體積也是相同的，因此溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比應(yīng)等于三種締合體溶于水后形成的HF單體的物質(zhì)的量濃度之比。又因p、V是一定的，而氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量也絕對溫度成反比，因此在298K、353K、363K條件下制成的三種稀溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比為：答案：（1）HF。（2）HF以氫鍵締合之故。（3）締合的HF均以單體分子溶于水，在一定溫度下，一定量的締合氣體所含單體分子的物質(zhì)的量與締合氣體的相對分子質(zhì)量成正比；P、V一定時，氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量與絕對溫度成反比，故在298K、353K、363K下制成的三種稀溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比為：A和B兩種物質(zhì)互相溶解的關(guān)系如圖所示，橫坐標表示體系的總組成，縱坐標為溫度，由下往上，溫度逐漸升高。T1時a是B在A中的飽和溶液的組成，b是A在B中的飽和溶液的組成（T2時相應(yīng)為c，d）。T3為臨界溫度，此時A和B完全互溶。圖中曲線內(nèi)為兩相，曲線外為一相（不飽和液）。某些物質(zhì)如H2O和(C2H5)3N，C3H5(OH)3和間－CH3C6H4NH2有低的臨界溫度（見圖）。請根據(jù)上述事實，回答下列問題： （1）解釋圖中T3存在原因。（2）說明圖中所示的兩對物質(zhì)存在低的臨界溫度的原因。（3）描述圖中所示的兩對物質(zhì)的互溶過程。解析：解本題的關(guān)鍵是理解圖形。（1）圖中所示的A、B相互溶解關(guān)系在中學(xué)化學(xué)中可以找到這種模型，如苯酚與水的互溶體系。將盛有苯酚的晶體和水溶液的試管加熱片刻可觀察到苯酚溶液。隨著溫度升高，兩相中相互溶解度增大，兩相組成也接近直至達到相同。（在1 atm下，℃和34%（苯酚））。這與題中曲線所示A、B互溶體系是一致的。（2）圖乙和和圖甲相反，這說明圖乙所示的互溶體系有一種特殊的因素影響溶解度。分析給出的H2O與(C2H5)3N，C3H5(OH)3和間CH3C6H4NH2的例子