Question

17．四種元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它們的核電荷數(shù)依次增加，且核電荷數(shù)之和為51；Y原子的L層p軌道中有2個(gè)電子；Z原子與Y原子的價(jià)層電子數(shù)相同；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1．
（1）Y、Z可分別與X形成只含一個(gè)中心原子的共價(jià)化合物a、b，它們的分子式分別是CH₄、SiH₄；雜化軌道分別是sp³、sp³；a分子的立體結(jié)構(gòu)是正四面體；
（2）Y的最高價(jià)氧化物和Z的最高價(jià)氧化物的晶體類型分別是分子晶體、原子晶體；
（3）X的氧化物與Y的氧化物中，分子極性較小的是（填分子式）CO₂；
（4）Y與Z比較，電負(fù)性較大的是C；
（5）W的元素符號(hào)是Zn，其+2價(jià)離子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰．

Answer 1

分析 Y原子的L層p軌道中有2個(gè)電子，其核外電子排布式為1s²2s²2p²，則Y為碳元素；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1，含有d軌道處于第四周期，最外層電子數(shù)為2，d軌道電子數(shù)為10，則其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，故W為鋅元素；Z與Y原子的價(jià)電子數(shù)相同，最外層為四個(gè)電子且均位于元素周期表的前四周期，原子序數(shù)小于Zn，則Z為硅元素；四元素核電荷數(shù)之和為51，故X原子核電荷數(shù)=51-30-6-14=1，則X為氫元素，據(jù)此解答．

解答 解：Y原子的L層p軌道中有2個(gè)電子，其核外電子排布式為1s²2s²2p²，則Y為碳元素；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1，含有d軌道處于第四周期，最外層電子數(shù)為2，d軌道電子數(shù)為10，則其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，故W為鋅元素；Z與Y原子的價(jià)電子數(shù)相同，最外層為四個(gè)電子且均位于元素周期表的前四周期，原子序數(shù)小于Zn，則Z為硅元素；四元素核電荷數(shù)之和為51，故X原子核電荷數(shù)=51-30-6-14=1，則X為氫元素．
（1）C與Si可分別與H形成只含一個(gè)中心原子的共價(jià)化合物CH₄、SiH₄，所以a是CH₄，b為SiH₄，甲烷、硅烷分子中C、Si原子都形成4個(gè)σ鍵不含孤電子對(duì)，所以C、Si原子都是采取sp³雜化，甲烷分子是正四面體構(gòu)型，故答案為：CH₄；SiH₄；sp³；sp³；正四面體；
（2）Y元素最高價(jià)氧化物為二氧化碳，Z的最高價(jià)氧化物是二氧化硅，二氧化碳是分子晶體，二氧化硅是原子晶體，故答案為：分子；原子；
（3）X的氧化物是水，Y的氧化物是二氧化碳，水是極性分子，二氧化碳是非極性分子，所以分子極性較小的是CO₂，故答案為：CO₂；
（4）碳和硅是同一主族元素，同一主族元素中元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以電負(fù)性較大的是C，故答案為：C；
（5）W是Zn元素，鋅原子失去最外層2個(gè)電子變成+2價(jià)陽(yáng)離子，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故答案為：Zn；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用、核外電子排布規(guī)律、雜化理論，分子結(jié)構(gòu)與晶體類型、電負(fù)性等知識(shí)點(diǎn)，正確推斷元素是解本題的關(guān)鍵，注意基態(tài)原子最外層電子能量不一定最大，但失電子時(shí)首先失去最外層電子，為易錯(cuò)點(diǎn)．