Question

已知与碳元素同主族的X元素位于周期表中的第1个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们所形成化合物的分子式是XY₄。试回答：
（1）X元素的原子基态时电子排布式为               。
（2）若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85，则XY₄中X与Y之间的化学键为     （填“共价键”或“离子键”）。
（3）XY₄的立体构型为     ，该化合物分子为        （填“极性分子”或“非极性分子”）。
（4）XY₄在常温下为液体，该化合物中存在的微粒间作用力有                 。
（5）XY₄的沸点与SiCl₄比较，     （填化学式）的高，原因是               。

Answer 1

（7分）（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²或[Ar] 3d¹⁰4s²4p²   （2）共价键（3）正四面体形 非极性分子
（4）共价键、范德华力
（5）GeCl₄  二者结构相似，GeCl₄相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高（各1分）

试题分析：与碳元素同主族的X元素位于周期表中的第1个长周期，则X应该是Ge元素。短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们所形成化合物的分子式是XY₄，所以Y应该是氯元素。
（1）根据构造原理可知，Ge元素的原子基态时电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²或[Ar] 3d¹⁰4s²4p²。
（2）两种元素的电负性均大于1.8，都是非金属，所以XY₄中X与Y之间的化学键为共价键。
（3）根据价层电子对互斥理论可知，分子中中心原子含有的孤对电子对数＝（4－4×1）÷2＝0，所以该分子是正四面体型结构，属于非极性分子。
（4）XY₄在常温下为液体，说明该化合物形成的晶体类型是分子晶体，所以该化合物中存在的微粒间作用力有共价键、范德华力。
（5）由于二者结构相似，形成的晶体类型都是分子晶体，但GeCl₄相对分子质量大，范德华力强，所以GeCl₄熔、沸点高。
点评：该题是高考中的常见题型和考点，属于中等难度试题的考查。试题基础性强，难易适中，侧重对学生基础知识的巩固和训练，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范答题能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体，考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。