(4)(20xx·河北名校联盟2月联考)过渡金属元素及其化合物的应用研究是科学研究的前沿之一。试回答下列问题： ①过渡元素处于元素周期表的________和f区。 ②第四周期过渡元素中，基态原子未成对电子数与铜原子相同的元素是________，其价电子轨道表达式为____________。 ③铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能，其主要原因是 __________________________________________________________________________________________________________________。 [解析] (1)①基态K原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，所以核外电子占据的最高能层的符号为N；K原子最外层4s轨道上电子的电子云轮廓图形状为球形；K的原子半径比Cr的原子半径大且价电子数少，金属键较弱，故K的熔沸点比Cr的低。②具有相同核外电子排布的离子，核电荷数越大，半径越小，故r(K＋)小于r(Cl－)。 (2)①基态磷原子的价层电子排布式为3s23p3，有3个未成对电子。类比铬原子的外围电子排布式写出钼原子的价层电子排布式为4d55s1。②从电负性、原子半径角度分析中心原子杂化类型相同、孤电子对数相同的分子的键角大小，成键电子对之间的排斥力越大，键角越大。 (3)①根据元素M的气态原子的第一至第五电离能，可以看出I1、I2相差不大，I3、I2相差较大，说明M原子最外层有2个电子，则M为Ca，故其化合态常见化合价为＋2。基态Ca原子核外有20个电子，电子排布式为[Ar]4s2。②根据电负性的变化规律，可知电负性：F>O>P。 (4)①结合元素周期表的结构可知过渡元素处于元素周期表的d区、ds区和f区。②由Cu的外围电子排布式为3d104s1，可知Cu有1个未成对电子，第四周期过渡元素中，基态原子未成对电子数为1的还有Sc元素，其价电子轨道表达式为金属键较弱 ②K＋的核电荷数较大 。 [答案] (1)①N 球形 K的原子半径比Cr的原子半径大且价电子数少，(2)①3 4d55s1 ②< Fe2的3d轨道上有6个电子，再失去1个电子达到半充满稳定结构；Mn2＋的3d轨道上有5个电子，已达到半充满稳定结构 ③N的原子半径小于P，N的电负性大于P，NH3和PH3分子都是三角锥形，NH3分子中成键电子对之间的排斥力大于PH3。 (3)①＋2 [Ar]4s2 ②F>O>P 13 / 41 ＋ (4)①d、ds ②Sc ③Zn失去一个电子变成核外电子排布式为[Ar]3d104s1的Zn＋，容易再失去一个电子，Cu失去一个电子成为Cu＋后，核外电子排布式为[Ar]3d10，属于能量较低的稳定结构 考点二 分子结构与性质 1．共价键 (1)分类 (2)σ键、π键的判断 (1)由原子轨道重叠方式判断：“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。 (2)由共价键数目判断：单键为σ键；双键或三键，其中一个为σ键，其余为π键。 (3)由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全是σ键；杂化轨道形成的共价键全为σ键。 (4)配位键 ①孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。 ②配位键 a．配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键； 14 / 41 b．配位键的表示：常用“→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH＋4可表示为，在NH＋4中，虽然有一个N—H键形成的过程与其他3个N—H键形成的过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。 ③配合物 如[Cu(NH3)4]SO4： 配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。 2．杂化轨道 (1)方法：判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型 ①看中心原子有没有形成双键或三键。如果有1个三键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，则为sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，则为sp2杂化；如果全部是单键，则为sp3杂化。 ②由分子的空间构型结合价层电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。如NH3为三角锥形，且有一对孤电子对，即4条杂化轨道应呈正四面体形，为sp3杂化。 (2)识记：常见杂化轨道类型与分子构型 15 / 41 3．三种作用力及对物质性质的影响 4.非极性分子与极性分子的判断 16 / 41