Question

短周期主族元素X、Y、Z、W、P、Q的原子序數依次增大．X 元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，Y的氟化物YF₃分子中各原子均達到8電子穩定結構，Z的逐級電離能（KJ/mol）分別為：496、4562、6912；W的簡單離子是同周期中離子半徑最小的，P 的價電子數是其周期數的2倍．試回答下列問題：
（1）比較第一電離能：Z

 

W（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）寫出Q的價電子排布圖

 

．
（3）YF₃的結構式為：

 

，其VSEPR模型為：

 

．
（4）X基態原子中能量最高的電子，其原子軌道呈

 

形．
（5）XO₂和PO₂分子的立體結構分別是

 

和

 

，相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是

 

（寫分子式），理由是

 

．

Answer 1

考點：元素周期律和元素周期表的綜合應用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：短周期主族元素X、Y、Z、W、P、Q的原子序數依次增大．Y的氟化物YF₃分子中各原子均達到8電子穩定結構，則Y處于ⅤA族，結合原子序數可知，Y只能為N元素；X 元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，外圍電子排布為2s²2p²或2s²2p⁴，結合原子序數可知，X只能為C元素，Z的第二電離能劇增，則Z表現+1價，可推知Z為Na；W的簡單離子是同周期中離子半徑最小的，則W為Al，P 的價電子數是其周期數的2倍，則P為S元素，故Q為Cl，據此解答．

解答： 解：短周期主族元素X、Y、Z、W、P、Q的原子序數依次增大．Y的氟化物YF₃分子中各原子均達到8電子穩定結構，則Y處于ⅤA族，結合原子序數可知，Y只能為N元素；X 元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，外圍電子排布為2s²2p²或2s²2p⁴，結合原子序數可知，X只能為C元素，Z的第二電離能劇增，則Z表現+1價，可推知Z為Na；W的簡單離子是同周期中離子半徑最小的，則W為Al，P 的價電子數是其周期數的2倍，則P為S元素，故Q為Cl，
（1）同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，故第一電離能：Na＜Al，故答案為：＜；
（2）Q為Cl，其價電子排布圖為，故答案為：；
（3）NF₃的結構式為：，N原子價層電子對數=3+

5-1×3

2

=4，其VSEPR模型為：四面體，故答案為：；四面體；
（4）C元素基態原子中能量最高的電子為2p能級電子，其原子軌道呈紡錘形或啞鈴形，故答案為：紡錘或啞鈴；
（5）CO₂為直線型結構，SO₂分子中S原子孤電子對數=

6-2×2

2

=1，價層電子對數=1+2=3，為V形，因為CO₂是非極性分子，SO₂和H₂O都是極性分子，根據“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大，
故答案為：直線型；V形；SO₂；因為CO₂是非極性分子，SO₂和H₂O都是極性分子，根據“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大．

點評：本題是對物質結構的考查，涉及電離能、核外電子排布、分子結構與性質、價層電子對互斥理論等，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．