Question

5．周期表前四周期的元素X、Y、Z、T、W，原子序数依次增大．X的核外电子总数与其周期数相同，Y基态原子的p电子数比s电子数少1个，Z基态原子的价电子层中有2个未成对电子，T与Z同主族，W基态原子的M层全充满，N层只有一个电子．回答下列问题：
（1）Y、Z、T中第一电离能最大的是N（填元素符号，下同），原子半径最小的是S．
（2）T的原子结构示意图为，W基态原子的电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s¹．
（3）X和上述其他元素中的一种形成的化合物中，分子呈三角锥形的是NH₃（填化学式）；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是H₂O₂或N₂H₄（填化学式，写一种）．
（4）T与Z形成的化合物中，属于非极性分子的是SO₃（填化学式）．
（5）这5种元素形成的一种阴阳离子个数比为1：1型的配合物中，阴离子呈四面体结构，阳离子的结构如图所示．该配合物的化学式为[Cu（NH₃）₄]SO₄，阳离子中存在的化学键类型有共价键、配位键．

Answer 1

分析 周期表前四周期的元素X、Y、Z、T、W，原子序数依次增大．X的核外电子总数与其周期数相同，则X为H元素；Y基态原子的p电子数比s电子数少1个，则核外电子排布为1s²2s²2p³，故Y为N元素；W基态原子的M层全充满，N层只有一个电子，则其核外电子数为2+8+18+1=29，故W为Cu；T与Z同主族，Z基态原子的价电子层中有2个未成对电子，外围电子排布ns²np²或ns²np⁴，由于Z原子序数大于氮，T的原子序数小于Cu，外围电子排布不能为ns²np²，只能为ns²np⁴，故Z为O元素、T为S元素，据此解答．

解答 解：周期表前四周期的元素X、Y、Z、T、W，原子序数依次增大．X的核外电子总数与其周期数相同，则X为H元素；Y基态原子的p电子数比s电子数少1个，则核外电子排布为1s²2s²2p³，故Y为N元素；W基态原子的M层全充满，N层只有一个电子，则其核外电子数为2+8+18+1=29，故W为Cu；T与Z同主族，Z基态原子的价电子层中有2个未成对电子，外围电子排布ns²np²或ns²np⁴，由于Z原子序数大于氮，T的原子序数小于Cu，外围电子排布不能为ns²np²，只能为ns²np⁴，故Z为O元素、T为S元素．
（1）同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，同主族自上而下第一电离能减小，故第一电离能：S＜O＜N；
同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越多，故原子半径：O＜N＜S，
故答案为：N；S；
（2）T为S元素，原子结构示意图为，W为Cu元素，基态原子的电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案为：；[Ar]3d¹⁰4s¹；
（3）H元素和上述其他元素中的一种形成的化合物中，分子呈三角锥形的是NH₃；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是H₂O₂或N₂H₄，
故答案为：NH₃；H₂O₂或N₂H₄；
（4）S与O形成的化合物有SO₂、SO₃，SO₂分子中S原子价层电子对数为2+$\frac{6-2×2}{2}$=3，有1对孤电子对，为V型结构，属于极性分子，SO₃分子中S原子价层电子对数为3+$\frac{6-2×3}{2}$=3，没有孤电子对，为平面正三角形，属于非极性分子，
故答案为：SO₃；
（5）这5种元素形成的一种阴阳离子个数比为1：1型的配合物中，阳离子的结构如图所示，配体中有3个共价键、1对孤对电子，为NH₃，配离子为[Cu（NH₃）₄]²⁺，阴离子带2个单位负电荷，且呈四面体结构，为SO₄^2-，故配合物化学式为：[Cu（NH₃）₄]SO₄，阳离子中存在的化学键类型有：共价键、配位键，
故答案为：[Cu（NH₃）₄]SO₄；共价键、配位键．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及电离能、微粒半径比较、核外电子排布、分子结构与性质、化学键、配合物等，需要学生具备扎实的基础，难度中等．