Question

【题目】已知X、Y、Z、Q、E五种元素的原子序数依次增大，其中X原子核外电子有6种不同的运动状态，s能级电子数是p能级电子数的两倍；Z原子L层上有2对成对电子；Q是第三周期中电负性最大的元素；E的单质是常温下唯一呈液态的非金属。请回答下列问题：

（1）X、Y、Z第一电离能由小到大的顺序为__________（填元素符号）。Y的氢化物的分子空间构型是_______。其中心原子采取_____杂化，属__________（填“极性”或“非极性”）分子。

（2）E元素基态原子的电子排布式为_______________________________。

（3）XZ2分子中含有________个π键。

（4）Z氢化物的沸点比Q氢化物的沸点高，理由是____________________________。

（5）X元素可形成X60单质，它与金属钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示（白球位于立方体的体心和顶点，小黑球位于立方体的面上），该化合物中X60与钾原子个数比为___________。

Answer 1

【答案】C<O<N 三角锥 sp3 极性 1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar]3d104s24p5； 2 水分子之间存在氢键，导致熔沸点升高 1：3

【解析】

X原子核外有6种不同的运动状态，说明核外有6个电子，推出X为C，Z原子L层上有2对成对电子，电子排布式应是1s22s22p4，推出Z为O，原子序数依次增大，推出Y为N，Q是第三周期电负性最大的元素，根据同周期电负性的规律，推出Q为Cl，E的单质是常温下唯一呈液态的非金属，推出E为Br；据以上分析解答相关问题。

(1)第一电离能的规律：同周期从左向右第一电离能增大，但是ⅡA族大于ⅢA，ⅤA族大于ⅥA族，推出N>O>C；Y的氢化物是NH3，中心原子N有3个δ键，1个孤电子对，价层电子对数为4，空间构型为：三角锥，杂化轨道数等于价层电子对数，则N为sp3杂化，属于极性分子；

(2)E为Br，属于第四周期ⅦA族元素，根据核外电子排布规律和泡利原理，核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar]3d104s24p5；

(3)XZ2的分子式CO2，属于共价化合物，其结构简式：O=C=O，1个双键之间有1个π键，因此CO2分子中有2个π键；

(4)Z的氢化物是H2O，Q的氢化物是HCl，H2O中存在分子间氢键，使H2O的沸点增加，而HCl中不含氢键，所以水的沸点大；

(5)根据均摊法，晶胞中C60的个数＋1=2，K的个数=6，所以原子个数比2：6=1：3。