Question

【物质结构与性质】
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素，已知：
①X元素原子的最外层电子数是次外层的2倍；
②Y元素原子的p轨道上有2个未成对电子；
③Z元素在同一短周期元素中的原子半径最大；
④W元素原子的最外层电子数与Z相同，其余各电子层均充满电子．
请回答下列问题：
（1）X、Y、Z三种元素的第一电离能从小到大的顺序是

 

（用素符号表示，下同）；
（2）W元素原子核外电子排布式是

 

；
（3）Z元素与氢元素形成的化合物熔点比Y元素的氢化物熔点高，原因是

 

；
（4）X的一种氢化物相对分子质量为42，分子中含有σ键和π键的个数比为8：1，则该分子中X原子的杂化类型是

 

和

 

．
（5）Y的最简单氢化物可以和W2+形成配位键，而X的最简单氢化物则不行，其原因是

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,氢键的存在对物质性质的影响

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：根据①X元素原子的最外层电子数是次外层的2倍，则X为碳元素；
②Y元素原子的p轨道上有2个未成对电子，则Y为氧元素；
③Z元素在同一短周期元素中的原子半径最大，则Z为钠元素；
④W元素原子的最外层电子数与Z相同，其余各电子层均充满电子，则W为铜元素；
（1）同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，注意同一周期的第ⅡA元素的第一电离能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的；
（2）该原子的核外电子数为29，根据核外电子排布规律来写；
（3）破坏离子键比破坏分子间作用力所需能量大；
（4）C的一种氢化物相对分子质量为42，分子中含有σ键和π键的个数比为8：1，氢化物为CH₃-CH=CH₂，然后根据有机物利用杂化轨道数=孤电子对数+σ键数进行判断；
（5）根据中心原子是否存在孤电子对，若有孤电子对，则形成配位键；

解答： 解：X为碳元素；Y为氧元素；Z为钠元素；W为铜元素；
（1）同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，所以X、Y、Z三种元素的第一电离能从小到大的顺序是：Na＜C＜O；
故答案为：Na＜C＜O；
（2）该原子的核外电子数为29，原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（3）氢化钠是离子晶体，熔化时破坏离子键，水是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，破坏离子键比破坏分子间作用力所需能量大；
故答案为：氢化钠是离子晶体，熔化时破坏离子键，水是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，破坏离子键比破坏分子间作用力所需能量大；
（4）CH₃-CH=CH₂，中左边第一个碳原子形成4个单键，无孤电子对，C原子采取sp³杂化方式，另外二个碳原子形成3个单键，无孤电子对，C原子采取sp²杂化方式；
故答案为：sp²；sp³；
（5）H₂O中的O原子中存在孤电子对，能与Cu²⁺形成配位键，而CH₄中的C原子没有孤电子对，不能形成与Cu²⁺形成配位键；
故答案为：H₂O中的O原子中存在孤电子对，而CH₄中的C原子没有孤电子对．

点评：本题考查物质结构与性质，涉及元素周期表、核外电子排布式的书写、杂化理论、配位键的形成、晶体类型与性质等，难度较大，（5）为易错点、难点．