Question

短周期主族元素X、Y、Z、W、P、Q的原子序數(shù)依次增大．X 元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，Y的氟化物YF₃分子中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Z的逐級(jí)電離能（KJ/mol）分別為：496、4562、6912；W的簡(jiǎn)單離子是同周期中離子半徑最小的，P 的價(jià)電子數(shù)是其周期數(shù)的2倍．試回答下列問(wèn)題：
（1）比較第一電離能：Z

 

W（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）寫(xiě)出Q的價(jià)電子排布圖

 

．
（3）YF₃的結(jié)構(gòu)式為：

 

，其VSEPR模型為：

 

．
（4）X基態(tài)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(jié)構(gòu)分別是

 

和

 

，相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是

 

（寫(xiě)分子式），理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：元素周期律和元素周期表的綜合應(yīng)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(shù)依次增大．Y的氟化物YF₃分子中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Y處于ⅤA族，結(jié)合原子序數(shù)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(gè)未成對(duì)電子，外圍電子排布為2s²2p²或2s²2p⁴，結(jié)合原子序數(shù)可知，X只能為C元素，Z的第二電離能劇增，則Z表現(xiàn)+1價(jià)，可推知Z為Na；W的簡(jiǎn)單離子是同周期中離子半徑最小的，則W為Al，P 的價(jià)電子數(shù)是其周期數(shù)的2倍，則P為S元素，故Q為Cl，據(jù)此解答．

解答： 解：短周期主族元素X、Y、Z、W、P、Q的原子序數(shù)依次增大．Y的氟化物YF₃分子中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Y處于ⅤA族，結(jié)合原子序數(shù)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(gè)未成對(duì)電子，外圍電子排布為2s²2p²或2s²2p⁴，結(jié)合原子序數(shù)可知，X只能為C元素，Z的第二電離能劇增，則Z表現(xiàn)+1價(jià)，可推知Z為Na；W的簡(jiǎn)單離子是同周期中離子半徑最小的，則W為Al，P 的價(jià)電子數(shù)是其周期數(shù)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(shì)，故第一電離能：Na＜Al，故答案為：＜；
（2）Q為Cl，其價(jià)電子排布圖為，故答案為：；
（3）NF₃的結(jié)構(gòu)式為：，N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=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(tài)原子中能量最高的電子為2p能級(jí)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(jié)構(gòu)，SO₂分子中S原子孤電子對(duì)數(shù)=

6-2×2

2

=1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=1+2=3，為V形，因?yàn)镃O₂是非極性分子，SO₂和H₂O都是極性分子，根據(jù)“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?yàn)镃O₂是非極性分子，SO₂和H₂O都是極性分子，根據(jù)“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及電離能、核外電子排布、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、價(jià)層電子對(duì)互斥理論等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．