Question

1．（1）已知X、Y、Z为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：

电离能/kJ•mol-1	I1	I2	I3	I4
X	578	1 817	2 745	11 578
Y	738	1 451	7 733	10 540
Z	496	4 562	6 912	9 543

则X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为Al＞Mg＞Na（用元素符号表示），元素Y的第一电离能大于X的第一电离能原因是因为元素Mg价电子排布式为3s²完全充满状态，比Al稳定．
（2）A、B、C、D是周期表中前10号元素，它们的原子半径依次减小．D能分别与A、B、C形成XYn型的电子总数相等的分子M、N、W，且在M、N、W分子中，A、B、C 三原子都采取sp³杂化．
①A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N（用元素符号表示）．
②M是含有极性键（填“极性”或“非极性”）的非极性分子（填“极性”或“非极性”）．
③N是一种易液化的气体，请简述其易液化的原因氨分子间存在氢键，因而易液化．
④W分子的VSEPR模型的空间构型为四面体形，W分子的空间构型为V形．
⑤AB^-离子中和B₂分子的π键数目比为1：1．
（3）E、F、G三元素的原子序数依次增大，三原子的核外的最外层电子排布均为4s¹．
①F元素在其化合物中最高化合价为+6．
②G²⁺离子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，G²⁺和N分子形成的配离子的结构式为．

Answer 1

分析 （1）X、Y、Z为第三周期元素，X的I₄电离能突然增大，说明最外层有3个电子，则X应为Al，Y的I₃电离能突然增大，说明最外层有2个电子，则Y应为Mg，Z的I₂电离能突然增大，说明最外层有1个电子，则Z应为Na，同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，Mg价电子排布式为3s²完全充满状态，比Al稳定，所以Mg的第一电离能大于Al；
（2）A、B、C、D是周期表中前10号元素，它们的原子半径依次减小．D能分别与A、B、C形成XYn型电子总数相等的分子M、N、W，且在M、N、W分子中，A、B、C 三原子都采取sp³杂化，则A、B、C、D分别为碳、氮、氧、氢，M为CH₄、N为NH₃、W为H₂O．
①同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，N元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素；
②同种元素之间形成非极性共价键，不同元素之间形成极性共价键，甲烷分子为正四面体构型，分子中正负电荷重心重合；
③氨分子间存在氢键；
④W为H₂O，计算O原子价层电子对数、孤电子对数，确定VSEPR模型的空间构型、分子的空间构型；
⑤CN^-离子中和N₂分子中含有三键，三键有2个π键；
（3）E、F、G三元素的原子序数依次增大，三原子的核外的最外层电子排布均为4s¹，则E为K、F为Cr、G为Cu．

解答 解：（1）X、Y、Z为第三周期元素，X的I₄电离能突然增大，说明最外层有3个电子，则X应为Al，Y的I₃电离能突然增大，说明最外层有2个电子，则Y应为Mg，Z的I₂电离能突然增大，说明最外层有1个电子，则Z应为Na，
同周期元素从左到右电负性逐渐增强，则X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为Al＞Mg＞Na，因为元素Mg价电子排布式为3s²完全充满状态，比Al稳定，所以Mg的第一电离能大于Al，
故答案为：Al＞Mg＞Na；因为元素Mg价电子排布式为3s²完全充满状态，比Al稳定；
（2）A、B、C、D是周期表中前10号元素，它们的原子半径依次减小．D能分别与A、B、C形成XYn型电子总数相等的分子M、N、W，且在M、N、W分子中，A、B、C 三原子都采取sp³杂化，则A、B、C、D分别为碳、氮、氧、氢，M为CH₄、N为NH₃、W为H₂O．
①同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，N元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，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；
②M为甲烷，甲烷含有C-H极性共价键，分子构型为正四面体，分子中正负电荷重心重合，属于非极性分子，故答案为：极性；非极性；
③N为氨，因为氨分子间存在氢键，因而易液化，故答案为：氨分子间存在氢键，因而易液化；
④W为H₂O，中心原子氧原子含有孤对电子为$\frac{6-1×2}{2}$=2、价层电子对数为4，故水分子的VSEPR模型的空间构型为四面体，水分子的空间构型为V形，故答案为：四面体型；V形；
⑤CN^-离子和N₂分子中均含有三键，π键数目比为2：2=1：1，故答案为：1：1；
（3）E、F、G三元素的原子序数依次增大，三原子的核外的最外层电子排布均为4s¹，则E为K、F为Cr、G为Cu．
①铬元素的价电子排布式为3d⁵4s¹，故其化合物中最高化合价为+6价，故答案为：+6；
②Cu²⁺离子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，Cu²⁺和NH₃分子形成的配离子为[Cu（NH₃）₄]²⁺，其结构式为，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及电离能、电负性、化学键、氢键、分子构型、核外电子排布、配合物等，题目难度中等，需要学生具备扎实的基础．