Question

20．已知W、X、Y、Z、R五種元素是短周期的元素，原子序數(shù)依次增大，其中X 的基態(tài)原子中成對的電子的對數(shù)與單個電子的數(shù)目相同，Y 是地殼中含量最多的元素，R的單質(zhì)是淡黃色固體，不溶于水，能溶于CS₂．在短周期中：W的原子半徑最小，Z 的原子半徑最大．又知M是第四周期的元素，M的最外層只有一個單電子，次外層的軌道上全部填充滿了電子．
回答下列問題：
（1）Y的基態(tài)原子核外有2個未成對電子．
（2）Y、Z、R第一電離能由大到小的順序是O＞S＞Na，Y、Z、R形成的簡單離子的半徑由大到小的順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺．
（3）XW₄分子中，鍵角是109°28′，中心原子的雜化軌道類型為sp³．XY₃^2-的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形；
（4）M的基態(tài)原子核外電子排布式是[Ar]3d¹⁰4s¹．已知MCl的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，Cl^-的配位數(shù)為4．MCl的熔點低于（填高于、低于）MY的熔點．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z、R五種元素是短周期的元素，原子序數(shù)依次增大，Y是地殼中含量最多的元素，則為O元素；
X的基態(tài)原子中成對的電子的對數(shù)與單個電子的數(shù)目相同且原子序數(shù)小于Y，則X為C元素；
R的單質(zhì)是淡黃色固體，不溶于水，能溶于CS₂，則R是S元素；
在短周期中W的原子半徑最小，Z的原子半徑最大，則W是H元素、Z為Na元素；
M是第四周期的元素，M的最外層只有一個單電子，次外層的軌道上全部填充滿了電子，則M為Cu元素，
（1）Y是O元素，其原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴；
（2）Y、Z、R分別是O、Na、S元素，同一周期元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；同一主族，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減��；
離子電子層數(shù)越多，其離子半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小；
（3）XW₄分子是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角是109°28′，根據(jù)價層電子對互斥理論確定其空間構(gòu)型、原子雜化方式；
（4）M是Cu元素，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其原子核對電子排布式；根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)特點分析Cl原子的配位數(shù)；離子晶體晶格能越大其熔沸點越高．

解答 解：W、X、Y、Z、R五種元素是短周期的元素，原子序數(shù)依次增大，Y是地殼中含量最多的元素，則為O元素；
X的基態(tài)原子中成對的電子的對數(shù)與單個電子的數(shù)目相同且原子序數(shù)小于Y，則X為C元素；
R的單質(zhì)是淡黃色固體，不溶于水，能溶于CS₂，則R是S元素；
在短周期中W的原子半徑最小，Z的原子半徑最大，則W是H元素、Z為Na元素；
M是第四周期的元素，M的最外層只有一個單電子，次外層的軌道上全部填充滿了電子，則M為Cu元素，
（1）Y是O元素，其原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，2p軌道上有2個未成對電子，故答案為：2；
（2）Y、Z、R分別是O、Na、S元素，同一周期元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；同一主族，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減小，所以這三種元素第一電離能大小順序是O＞S＞Na；
離子電子層數(shù)越多，其離子半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，硫離子有3個電子層、鈉離子和氧離子都有兩個電子層，但鈉元素原子序數(shù)大于O，所以離子半徑大小順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺；
故答案為：O＞S＞Na；S^2-＞O^2-＞Na⁺；
（3）XW₄分子是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角是109°28′，甲烷分子中C原子價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對，所以雜化方式為sp³；CO₃^2-中C原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，所以為平面三角形結(jié)構(gòu)，
故答案為：sp³；平面三角形；
（4）Cu所含質(zhì)子數(shù)為29，原子核外電子數(shù)為29，3d能級上的原子軌道處于全滿時，能量較低，因此核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹；
CuCl的晶胞可以判斷，每個銅原子與4個Cl距離最近且相等，即Cu的配位數(shù)為4，根據(jù)化學(xué)式可知Cl的配位數(shù)也為4；
CuCl、CuO中氯離子半徑大于氧離子、電荷小于氧離子，所以晶格能CuCl＜CuO，則CuCl的熔點低于CuO的熔點．故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹；4；低于．

點評 本題考查較綜合，涉及配位數(shù)的計算、原子核外電子排布、微�？臻g構(gòu)型判斷、原子雜化方式判斷等知識點，難度較大，難點是配位數(shù)判斷，根據(jù)晶胞內(nèi)原子連接方式及其化學(xué)式判斷．