Question

四種元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知他們的核電荷數依次增強，且核電荷數之和為51；Y原子的L層p軌道中有2個電子；Z與Y原子的價層電子數相同；W原子的L層電子數與最外層電子數之比為4：1，其d軌道中電子數與最外層電子數之比為5：1．
（1）Y與Z可分別與X形層只含一個中心原子的共價化合物a、b，它們的分子式分別是

CH₄

、

SiH₄

；雜化軌道分別是

sp³

、

sp³

；a分子的立體結構是

正四面體

．
（2）在X和Y的氧化物中，屬于非極性分子的是（填分子式）

CO₂

；其結構式為

O=C=O

，屬于含有非極性鍵的極性分子的是（填分子式）

H₂O₂

．
（3）Y與Z比較，電負性較大的是

Y

．
（4）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層電子數與最外層電子數之比為4：1，其d軌道中的電子數與最外層電子數之比為5：1，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，為30號鋅元素；電荷數之和為，X為51-30-6-14=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層電子數與最外層電子數之比為4：1，其d軌道中的電子數與最外層電子數之比為5：1，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，為30號鋅元素；電荷數之和為，X為51-30-6-14=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，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，SiH₄，sp³，sp³，正四面體；
（2）C、Si形成的氧化物中，屬于非極性分子的是CO₂，其結構式為O=C=O，屬于含有非極性鍵的極性分子的是H₂O₂，故答案為：CO₂，O=C=O，H₂O₂；
（3）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的增大而減小，所以電負性較大的是Y，故答案為Y；
（4）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：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．