Question

X、Y、Z、M、N、Q為元素周期表前四周期的六種元素．其中X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍，Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）最高的元素，M的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的9倍，Q在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大．元素N的氣態(tài)原子逐個(gè)失去第1個(gè)至第4個(gè)電子所需能量（即電離能，用符號(hào)I₁至I₄表示）如下表所示：

	I1	I2	I3	I4
電離能（kJ/mol）	578	1817	2745	11578

請(qǐng)回答下列問題：
（1）X元素的基態(tài)原子中電子占據(jù)

 

種能量不同的原子軌道，屬于

 

區(qū)元素，它的外圍電子排布圖為

 

．
（2）XZ₃分子的立體結(jié)構(gòu)是

 

，XZ₂分子中中心原子的雜化類型為

 

，兩者中屬于極性分子的是

 

（寫分子式），請(qǐng)簡(jiǎn)述XZ₃和XZ₂對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱差異的原因

 

．
（3）元素N的化合價(jià)最可能是

 

；
（4）M與Q形成的化合物的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于Y與Q形成的化合物的原因是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：X、Y、Z、M、N、Q為元素周期表前四周期的六種元素，X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，核外電子排布應(yīng)為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，X為S元素；Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍，Y有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，故Y為C元素；Z是地殼內(nèi)含量最高的元素，為O元素；M的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的9倍，M只能處于第四周期，最外層電子數(shù)只能為2，內(nèi)層電子總數(shù)為18，核外電子總數(shù)為20，故M為Ca元素；N的原子序數(shù)比M小1，則N為K元素；Q在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大，Q為F元素，依據(jù)元素N的氣態(tài)原子逐個(gè)失去第1個(gè)至第3個(gè)電子所需能量能量較低，到失去第4個(gè)電子能量突然增高數(shù)倍，故N能形成+3價(jià)陽離子，為ⅢA族元素，據(jù)此解答各小題即可．

解答： 解：X、Y、Z、M、N、Q為元素周期表前四周期的六種元素，X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，核外電子排布應(yīng)為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，X為S元素；Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍，Y有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，故Y為C元素；Z是地殼內(nèi)含量最高的元素，為O元素；M的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的9倍，M只能處于第四周期，最外層電子數(shù)只能為2，內(nèi)層電子總數(shù)為18，核外電子總數(shù)為20，故M為Ca元素；N的原子序數(shù)比M小1，則N為K元素；Q在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大，Q為F元素，依據(jù)元素N的氣態(tài)原子逐個(gè)失去第1個(gè)至第3個(gè)電子所需能量能量較低，到失去第4個(gè)電子能量突然增高數(shù)倍，故N能形成+3價(jià)陽離子，為ⅢA族元素，依據(jù)分析可知：X為硫、Y為碳、Z為氧、M為鈣、N為ⅢA族元素、Q為氟，
（1）X為硫，S元素的基態(tài)原子中電子占據(jù)5種能量不同的原子軌道，屬于p區(qū)元素，它的外圍電子排布圖為：，
故答案為：5；p；；
（2）XZ₃為SO₃，SO₃分子中，中心原子硫原子最外層6個(gè)電子，外圍有三個(gè)原子，所以不含有孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+

1

2

（6-3×2）=3，且不含孤電子對(duì)，所以三氧化硫分子為平面三角形結(jié)構(gòu)，SO₂的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3，所以硫原子采取sp²雜化，SO₂呈V形，為極性分子，（HO）mSO_n中n值越大，S元素的正電性越高，導(dǎo)致S-O-H中O的電子偏向S，因而在水分子的作用下也就越容易電離出H⁺，所以酸性H₂SO₄＞H₂SO₃，故答案為：平面三角形；sp²雜化；SO₂； （HO）mSO_n中n值越大，S元素的正電性越高，導(dǎo)致S-O-H中O的電子偏向S偏移，因而在水分子的作用下也就越容易電離畜H⁺，酸性所以H₂SO₄＞H₂SO₃；
（3）元素N處于第ⅢA族，故化合價(jià)最可能是+3，故答案為：+3；
（4）Ca與F形成的化合物的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于C與F形成的化合物的原因是：Ca²⁺和F^-以離子鍵形成離子晶體，而CF₄分子間以范德華力結(jié)合成分子晶體，離子鍵比范德華力強(qiáng)得多，故答案為：Ca²⁺和F^-以離子鍵形成離子晶體，而CF₄分子間以范德華力結(jié)合成分子晶體，離子鍵比范德華力強(qiáng)得多．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查的是元素的推斷，以此為載體重點(diǎn)涉及了核外價(jià)電子排布、分子結(jié)構(gòu)判斷、雜化類型判斷，第一電離能等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，難度中等．