Question

X、Y、Z、Q、W为按原子序数由小到大排列的五种短周期元素，已知：
①x元素与Q处于同一主族，其原子价电子排布式都为ns²np²，且x原子半径小于Q的原子半径；
②Y元素是地壳中含量最多的元素；w元素的电负性略小于Y元素；在w原子的电子排布中，P轨道上只有1个未成对电子；
③Z元素的电离能数据见下表(kJ·mol^-1)

I1	I2	I3	I4	…
496	4562	6912	9540	…

 
（1）XY₂分子空间构型为____________________________。QX的晶体结构与金刚石的相似，其中X原子的杂化方式为_______________，微粒间存在的作用力是____________。
（2）晶体ZW的熔点比晶体XW₄明显高的原因是______________。
（3）氧化物MO的电子总数与QX的相等，则M为_____(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与ZW晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是___________________________________。

Answer 1

（8分）（1）直线型（1分）；sp³（1分）；共价键（1分）
（2）氯化钠为离子晶体而四氯化碳为分子晶体（2分）
（3）Mg（1）；Mg^2＋半径比Ca^2＋小，氧化镁晶格能大（2分）

试题分析：X、Y、Z、Q、W为按原子序数由小到大排列的五种短周期元素，X元素与Q处于同一主族，其原子价电子排布式都为ns²np²，且x原子半径小于Q的原子半径，则X和Q属于第IVA族元素，所以X是C元素，Q是Si元素；Y元素是地壳中含量最多的元素，所以Y是O元素；W元素的电负性略小于Y元素，在W原子的电子排布中，p轨道上只有1个未成对电子，所以W是Cl元素。根据Z的电离能知，Z的第二电离能远大于第一电离能，所以Z是第IA族元素，且Z的原子序数大于Y，因此Z是Na元素。
（1）根据价层电子对互斥理论可知，CO₂分子中中心碳原子含有的孤对电子对数＝（4－2×2）÷2＝0。由于分子中碳原子的价层电子数是2，所以二氧化碳的分子空间构型为直线型，SiC的晶体结构与金刚石的相似，每个碳原子含有4个C－Si键，所以C原子的杂化方式为SP³，碳原子和硅原子之间以共价键相结合。
（2）一般来说，离子晶体熔点高于分子晶体，氯化钠是离子晶体，四氯化碳是分子晶体，所以晶体NaCl的熔点比晶体CCl₄明显高。
（3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等，均为为20，则M是Mg元素，MgO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似，相同类型的离子晶体中，晶格能与离子半径成反比，晶格能越大其熔点越高，镁离子半径小于钙离子半径，所以氧化镁的晶格能大，则MgO的熔点比CaO的高。