Question

【题目】X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素。其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子；X、Z中未成对电子数均为2；U是第三周期元索形成的简单离子中半径最小的元素；W的内层电子全充满，最外层只有1个电子。请回答下列问题：

（1）X、Y、Z的第一电离能从大到小的顺序是_____________ (用元素符号表示，下同)。

（2）写出W的价电子排布式__________________________，W同周期的元素中，与W原子最外层电子数相等的元素还有_____________。

（3）X、Y、Z的简单氢化物的键角从大到小的顺序是__________________________(用化学式表示)，原因是__________________________。

（4）由元素Y与U元素组成的化合物A，晶胞结构如图所示（黑球表示Y原子，白球表示U原子），请写出化合物A的化学式_____________，该物质硬度大，推测该物质为_____________晶体。其中Y元素的杂化方式是_____________。

Answer 1

【答案】 N>O>C 3d104s1 K、Cr CH4>NH3>H2O 3种氢化物的中心原子价层电子对数均为4，均为正四面体结构，但中心原子的孤电子对数依次增加，导致键角变小 AlN 原子 sp3

【解析】X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素。其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子，则Y为N元素（在多电子的原子中，任何一个电子的运动状态都与其他电子不同）；X、Z中未成对电子数均为2，则X、Z分别为C元素和O元素；U是第三周期元索形成的简单离子中半径最小的元素，则U为Al元素；W的内层电子全充满，最外层只有1个电子，则W为Cu元素。

（1）X、Y、Z的第一电离能从大到小的顺序是N>O>C。

（2）Cu的价电子排布式为3d104s1，W同周期的元素中，与W原子最外层电子数相等的元素还有K和Cr 。

（3）X、Y、Z的简单氢化物的键角从大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，原因是3种氢化物的中心原子价层电子对数均为4，其价层电子对互斥模型都是正四面体结构，但中心原子的孤电子对数依次增加，导致键角变小。

（4）由元素N与Al元素组成的化合物AlN的晶胞结构示意图可知，该晶胞中N原子和Al原子都有4个，所以化合物A的化学式为AlN。该物质硬度大，推测该物质为原子晶体。因为每个N原子形成4个σ键，根据价层电子对互斥理论可以判断出N原子的杂化方式是sp3杂化。