Question

四種元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它們的核電荷數(shù)依次增加，且核電荷數(shù)之和為51；Y原子的L層p軌道中有2個電子；Z原子與Y原子的價層電子數(shù)相同；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．
（1）Y、Z可分別與X形成只含一個中心原子的共價化合物a、b，a的分子式是

CH₄

，b的結構式是

；中心原子的雜化軌道類型分別是

sp³

、

sp³

；a分子的立體結構是

正四面體

；
（2）Y的最高價氧化物和Z的最高價氧化物的晶體類型分別是

分子

晶體、

原子

晶體；
（3）X的氧化物與Y的氧化物中，分子極性較小的是（填分子式）

CO₂

；
（4）Y與Z比較，電負性較大的是

C

；
（5）W的元素符號是

Zn

，其+2價離子的核外電子排布式是

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰

．

Answer 1

分析：Y原子的L層p軌道中有2個電子，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p²，為6號元素碳；Z與Y原子的價電子數(shù)相同，最外層為四個電子且均位于元素周期表的前四周期，為14號元素硅；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，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，為30號鋅元素；電荷數(shù)之和為51，51-30-6-14=1，則X的原子序數(shù)是1，1號元素氫．

解答：解：Y原子的L層p軌道中有2個電子，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p²，為6號元素碳；Z與Y原子的價電子數(shù)相同，最外層為四個電子且均位于元素周期表的前四周期，為14號元素硅；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，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，為30號鋅元素；電荷數(shù)之和為51，51-30-6-14=1，則X的原子序數(shù)是1，1號元素氫．
（1）C與Si可分別與H形成只含一個中心原子的共價化合物CH₄、SiH₄，所以a是CH₄，硅烷的結構式為：，甲烷、硅烷分子中都分別含有4個σ鍵不含孤電子對，所以都是采取sp³雜化，甲烷分子是正四面體構型，
故答案為：CH₄；；sp³，sp³；正四面體；
（2）Y元素最高價氧化物為二氧化碳，晶體類型為分子晶體，Z的最高價氧化物是二氧化硅，二氧化碳是分子晶體，二氧化硅是原子晶體，故答案為：分子和原子；
（3）X的氧化物是水，Y的氧化物是二氧化碳，水是極性分子，二氧化碳是非極性分子，所以分子極性較小的是CO₂，故答案為：CO₂；
（4）碳和硅是同一主族元素，同一主族元素中元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以電負性較大的是C，
故答案為：C；
（5）通過以上分析知，W是Zn元素，鋅原子失去最外層2個電子變成+2價陽離子，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故答案為：Zn；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰．

點評：本題以元素的推斷為載體考查了核外電子排布式的書寫、分子中原子雜化方式的判斷等知識點，正確推斷元素是解本題的關鍵，注意原子最外層電子能量不一定最大，但失電子時首先失去最外層電子，為易錯點．