题目内容
【题目】X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素。其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子;X、Z中未成对电子数均为2;U是第三周期元索形成的简单离子中半径最小的元素;W的内层电子全充满,最外层只有1个电子。请回答下列问题:
(1)X、Y、Z的第一电离能从大到小的顺序是_____________ (用元素符号表示,下同)。
(2)写出W的价电子排布式__________________________,W同周期的元素中,与W原子最外层电子数相等的元素还有_____________。
(3)X、Y、Z的简单氢化物的键角从大到小的顺序是__________________________(用化学式表示),原因是__________________________。
(4)由元素Y与U元素组成的化合物A,晶胞结构如图所示(黑球表示Y原子,白球表示U原子),请写出化合物A的化学式_____________,该物质硬度大,推测该物质为_____________晶体。其中Y元素的杂化方式是_____________。
【答案】 N>O>C 3d104s1 K、Cr CH4>NH3>H2O 3种氢化物的中心原子价层电子对数均为4,均为正四面体结构,但中心原子的孤电子对数依次增加,导致键角变小 AlN 原子 sp3
【解析】X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素。其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子,则Y为N元素(在多电子的原子中,任何一个电子的运动状态都与其他电子不同);X、Z中未成对电子数均为2,则X、Z分别为C元素和O元素;U是第三周期元索形成的简单离子中半径最小的元素,则U为Al元素;W的内层电子全充满,最外层只有1个电子,则W为Cu元素。
(1)X、Y、Z的第一电离能从大到小的顺序是N>O>C。
(2)Cu的价电子排布式为3d104s1,W同周期的元素中,与W原子最外层电子数相等的元素还有K和Cr 。
(3)X、Y、Z的简单氢化物的键角从大到小的顺序是CH4>NH3>H2O,原因是3种氢化物的中心原子价层电子对数均为4,其价层电子对互斥模型都是正四面体结构,但中心原子的孤电子对数依次增加,导致键角变小。
(4)由元素N与Al元素组成的化合物AlN的晶胞结构示意图可知,该晶胞中N原子和Al原子都有4个,所以化合物A的化学式为AlN。该物质硬度大,推测该物质为原子晶体。因为每个N原子形成4个σ键,根据价层电子对互斥理论可以判断出N原子的杂化方式是sp3杂化。
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