Question

16．X、Y、Z、W、M、N六種元素位于短周期，原子序數依次增大，Z基態(tài)原子核外有三個未成對電子，Y與W形成的化合物YW與Z的單質Z₂電子總數相等，ZX₃分子結構為三角錐形，W與M可形成M₂W與M₂W₂兩種離子化合物，W與N是同族元素．
根據以上信息，回答下列有關問題：
（1）寫出W的原子結構示意圖．
（2）寫出化合物X₂W₂的電子式，化合物XYZ的結構式．
（3）根據題目要求完成以下填空：
YW₃^2-中心原子雜化方式sp²雜化；W₃中心原子雜化方式sp²雜化；
NW₄^2-微粒中的鍵角109°28′；NW₃分子的立體構型平面三角形．
（4）根據等電子原理，指出與YW₂互為等電子體且含有Z原子的微粒有N₂O、OCN^-或SCN^-或N₃^-（要求寫一種分子和一種離子）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、M、N六種元素位于短周期，原子序數依次增大，Z基態(tài)原子核外有三個未成對電子，且Z能形成單質Z₂，所以Z是N元素；Y與W形成的化合物YW與Z的單質Z₂電子總數相等，且Z的原子序數大于Y小于W，所以Y是C元素，W是O元素；ZX₃分子結構為三角錐形，且X的原子序數小于Y，所以X是H元素；W與M可形成M₂W與M₂W₂兩種離子化合物，所以M是Na元素；W與N是同族元素，則N是S元素，據此進行答題．

解答 解：X、Y、Z、W、M、N六種元素位于短周期，原子序數依次增大，Z基態(tài)原子核外有三個未成對電子，且Z能形成單質Z₂，所以Z是N元素；Y與W形成的化合物YW與Z的單質Z₂電子總數相等，且Z的原子序數大于Y小于W，所以Y是C元素，W是O元素；ZX₃分子結構為三角錐形，且X的原子序數小于Y，所以X是H元素；W與M可形成M₂W與M₂W₂兩種離子化合物，所以M是Na元素；W與N是同族元素，則N是S元素，
（1）通過以上分析知，W為O元素，原子核外有8個電子，最外層含有6個電子，其原子結構示意圖為：，
故答案為：；
（2）化合物X₂W₂為H₂O₂，雙氧水為共價化合物，分子中存在兩個氧氫鍵和1個氧氧鍵，其電子式為：；化合物XYZ是氫氰酸，其分子中含有碳氮三鍵，其結構式為：；
故答案為：；；

（3）雜化軌道數=σ鍵個數+孤電子對數，YW₃^2-為CO₃^2-，中心原子雜化軌道數=3+0=3，所以采取sp²雜化；W₃中心原子雜化軌道數=3，所以采取sp²雜化；
NW₄^2-為SO₄^2-，SO₄^2-微粒中價層電子對數=4+0=4，所以它的VSEPR模型為正四面體，因為沒有孤電子對，所以其空間構型為正四面體，鍵角是109°28′；
NW₃為SO₃，SO₃分子中價層電子對數=3+0=3，所以它的VSEPR模型為平面三角形，因為沒有孤電子對，所以其空間構型為平面三角形，
故答案為：sp²雜化；sp²雜化；109°28′；平面三角形；
（4）YW₂為CO₂，與CO₂互為等電子體且含有C原子的微粒有：N₂O、OCN^-或SCN^-或N₃^-，
故答案為：N₂O；OCN^-或SCN^-或N₃^-．

點評 本題考查了位置、結構與性質關系的應用，題目難度中等，涉及電子式的書寫、分子的雜化方式、分子的空間構型等知識點，能正確推斷元素是解本題的關鍵，分子的空間構型及雜化方式是高考的熱點，注意熟練掌握．