Question

X、Y、Z、W四種元素，均位于元素周期表的前四周期，已知它們的核電荷數(shù)依次增大，且核電荷數(shù)之和為51；Y元素原子的L層p軌道中有2個(gè)電子；Z與Y元素原子的價(jià)電子數(shù)相同；W元素原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1．
（1）Y₂X₂分子中存在

 

個(gè)σ鍵，在X-Y、X-Z兩種共價(jià)鍵中，鍵的極性較強(qiáng)的是（用元素符號(hào)表示，下同）

 

，鍵能較小的是

 

．
（2）Y和Z可分別與X形成18電子的共價(jià)化合物a、b，則a的分子式是

 

，b分子的空間構(gòu)型是

 

．
（3）Y元素最高價(jià)氧化物的晶體類型為

 

，其熔點(diǎn)比Z晶體

 

（填“高”、“低”或“無法確定”）．
（4）W元素基態(tài)原子的核外電子排布式是

 

，W單質(zhì)與某濃度硝酸反應(yīng)生成兩種硝酸鹽的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

分析：Y原子的L層p軌道中有2個(gè)電子1s²2s²2p²，為6號(hào)元素碳；Z與Y原子的價(jià)電子數(shù)相同：最外層為四個(gè)電子且均位于元素周期表的前四周期，為14號(hào)元素硅；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，30號(hào)鋅元素；電荷數(shù)之和為，X為51-30-6-14=1，1號(hào)元素氫．
（1）Y₂X₂分子為C₂H₂，H-C≡C-H，直線形分子；
（2）Y和Z可分別與X形成18電子的共價(jià)化合物a、b分別為C₂H₆，siH₄，siH₄的空間構(gòu)型與甲烷相同為正四面體；
（3）二氧化碳為分子晶體，Z是硅元素常溫下為固體，二氧化碳為氣體，故熔點(diǎn)比硅晶體低；
（4）根據(jù)核外電子排布原理解答；濃度在0.5%以下的硝酸與金屬反應(yīng)就會(huì)生成NH₄NO₃、對(duì)應(yīng)的硝酸鹽和水．

解答：解：Y原子的L層p軌道中有2個(gè)電子1s²2s²2p²，為6號(hào)元素碳；Z與Y原子的價(jià)電子數(shù)相同：最外層為四個(gè)電子且均位于元素周期表的前四周期，為14號(hào)元素硅；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，30號(hào)鋅元素；電荷數(shù)之和為，X為51-30-6-14=1，1號(hào)元素氫．
（1）Y₂X₂分子為C₂H₂，H-C≡C-H，直線形分子，3個(gè)σ鍵（2個(gè)C-H，1個(gè)C-C）；H-C，H-Si兩種共價(jià)鍵中，碳元素的非金屬性強(qiáng)，H-C鍵的極性較強(qiáng)，H-Si鍵鍵能較小，故答案為：3；H-C；H-Si；
（2）Y和Z可分別與X形成18電子的共價(jià)化合物a、b分別為C₂H₆，siH₄，siH₄的空間構(gòu)型與甲烷相同為正四面體，
故答案為：C₂H₆；正四面體；
（3）Y元素最高價(jià)氧化物為二氧化碳，晶體類型為分子晶體，Z是硅元素常溫下為固體，二氧化碳為氣體，故熔點(diǎn)比硅晶體低，故答案為：分子晶體；低；
（4）W元素基態(tài)原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，濃度在0.5%以下的硝酸與金屬反應(yīng)就會(huì)生成
NH₄NO₃、對(duì)應(yīng)的硝酸鹽和水，方程式為4Zn+10HNO₃=4Zn（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；4Zn+10HNO₃=4Zn（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O；

點(diǎn)評(píng)：本題考查原子核外電子排布，共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的主要類型，判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型，晶體的類型與物質(zhì)熔點(diǎn)、硬度、導(dǎo)電性等的關(guān)系，難度適中，注意掌握濃度在0.5%以下的硝酸與金屬反應(yīng)就會(huì)生成NH₄NO₃、對(duì)應(yīng)的硝酸鹽和水．