Question

17．X、Y、Z、W、M五种元素位于周期表的前四周期，原子序数依次增大，其中X元素是宇宙中最丰富的元素，Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，M含有未成对电子数最多的元素．请回答下列问题．
（1）Y、Z、W的电负性由小到大的顺序为C＜O＜N．
（2）M原子的外围电子排布式为3d⁵4s¹．
（3）X₂W₂分子中W原子轨道的杂化类型为sp³．
（4）Z与W可形成的一种ZW₃^-阴离子，与其互为等电子体的阴离子为CO₃^2-（任写一种）．
（5）MCl₃能与Z、W的氢化物形成配位数为6的配合物，且相应两种配体的物质的量之比为2：1，氯离子全部位于外界．则该配合物的化学式为[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、M五种元素位于周期表的前四周期，原子序数依次增大，其中X元素是宇宙中最丰富的元素，则X为H元素；Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，则Y原子核外电子排布为1s²2s²2p²，故Y为C元素；W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，W有2个电子层，最外层电子数为6，故W为O元素；Z的原子序数介于碳元素与氧元素之间，故Z为N元素；M含有未成对电子数最多的元素，且位于且为前四周期元素，其电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，则M为Cr元素，据此解答．

解答 解：X、Y、Z、W、M五种元素位于周期表的前四周期，原子序数依次增大，其中X元素是宇宙中最丰富的元素，则X为H元素；Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，则Y原子核外电子排布为1s²2s²2p²，故Y为C元素；W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，W有2个电子层，最外层电子数为6，故W为O元素；Z的原子序数介于碳元素与氧元素之间，故Z为N元素；M含有未成对电子数最多的元素，且位于且为前四周期元素，其电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，则M为Cr元素．
（1）同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，N元素原子的2p能级有3个电子，为半满稳定状态，能量降低，失去第一个电子需要的能量较高，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能C＜O＜N，
故答案为：C＜O＜N；
（2）M为Cr元素，原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，外围电子排布为3d⁵4s¹，
故答案为：3d⁵4s¹；
（3）Y₂X₂分子为为H₂O₂，结构式为H-O-O-H，分子O原子2个σ键、含有2对孤电子对，杂化轨道数目为4，O原子轨道的杂化类型为sp³，
故答案为：sp³；
（4）原子总数相等、价电子总数相同的微粒互为等电子体，与NO₃^-互为等电子体的阴离子为CO₃^2-等，故答案为：CO₃^2-；
（5）CrCl₃能与NH₃、H₂O形成配位数为6的络合物，且相应两种配体的物质的量之比为2：1，氯离子全部位于外界，则该配合物的化学式为[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，
故答案为：[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．

点评 本题考查是对物质结构的考查，涉及核外电子排布规律、电离能、杂化轨道、等电子体、配合物等，难度中等，推断元素是解题的关键，注意理解同周期第一电离能异常情况．