Question

11．X、Y、Z、M為前四周期中除氫以外原子序數依次增大的四種元素，X基態(tài)原子未成對電子數在所處周期中最多；Y元素原子核外共有3個能級，且最高能級電子數是前兩個能級電子數之和；Z的單質常溫下為淡黃色固體，ZY₃分子呈平面正三角形；M原子外圍電子排布式為3dⁿ4sⁿ．
請回答下列問題：
（1）X、Y、Z三種元素原子第一電離能由大到小的順序是N＞O＞S．（用元素符號表示）
（2）某X氫化物分子結構式為：H-X=X-H，該分子中X原子的雜化方式是sp²；Y元素簡單氫化物的沸點高于Z的氫化物，主要原因是H₂O分子間形成了氫鍵，而H₂S分子間不能形成氫鍵．
（3）根據等電子原理，寫出X₂Y分子的電子式：．
（4）M晶體的原子堆積方式為六方堆積（如右圖所示），則晶體中M原子配位數是12．某M配合物化學式是[M（H₂O）₅Cl]Cl₂•H₂O，1mol該配合物中含配位鍵的數目是6mol．

Answer 1

分析 Y元素原子核外共有3個能級，則為1s、2s、2p3個能級，且最高能級電子數是前兩個能級電子數之和，則2p能級含有4個電子，Y的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴，為O元素；
X基態(tài)原子未成對電子數在所處周期中最多，則X處于ⅤA族，結合原子序數可知X為N元素；
Z的單質常溫下為淡黃色固體，則Z為S元素；
M的原子外圍電子排布式為3dⁿ4sⁿ，則n=2，則M的態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，其原子序數為22，故M為Ti元素，據此進行解答．

解答 解：Y元素原子核外共有3個能級，則為1s、2s、2p3個能級，且最高能級電子數是前兩個能級電子數之和，則2p能級含有4個電子，Y的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴，為O元素；X基態(tài)原子未成對電子數在所處周期中最多，則X處于ⅤA族，結合原子序數可知X為N元素；Z的單質常溫下為淡黃色固體，則Z為S元素；M的原子外圍電子排布式為3dⁿ4sⁿ，則n=2，則M的態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，其原子序數為22，故M為Ti元素，
（1）非金屬性越強，第一電離能越強，由于N元素的2p軌道處于半滿狀態(tài)，其第一電離能大于O元素，所以三者的第一電離能大小為：N＞O＞S，
故答案為：N＞O＞S；
（2）X為N元素，氮氮雙鍵中含有1個σ鍵，H-N=N-H中還含有1個氮氫鍵，另外還含有1對孤電子對，所以N原子總共含有3個雜化軌道，為sp²雜化；由于H₂O分子間形成了氫鍵，而H₂S分子間不能形成氫鍵，所以水的沸點高于硫化氫，
故答案為：sp²；H₂O分子間形成了氫鍵，而H₂S分子間不能形成氫鍵；
（3）X₂Y為N₂O，其分子中含有22個電子，與二氧化碳互為等電子體，其結構與二氧化碳相似，含有兩個雙鍵，其電子式為：，
故答案為：；
（4）由圖可知，晶胞堆積方式為鎂型，即面心立方堆積，以頂點的原子分析，位于面心的原子與之相鄰，1個頂點原子為12個面共用，故配位數為12；
[Ti（H₂O）₅Cl]Cl₂•H₂O中，1molTi與1molCl和5molH₂O形成了6mol配位鍵，
故答案為：12； 6 mol（或6×6.02×10²³）．

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，涉及第一電離能大小比較、等電子體的應用、晶胞結構與金屬、氫鍵等知識，正確推斷各元素名稱為解答關鍵，試題側重考查學生的分析、理解能力．