Question

X、Y、Z、W都是短周期元素，原子半径为W>Z>X>Y。已知：X、Y两元素处于同一周期，X、Z处于周一主族，Z原子核内的质子数等于X、Y原子核内的质子数之和；Z原子最外电子层上的电子数是W原子最外电子层上的电子数的4倍。试回答：

(1)这四种元素单质(若有同素异形体只考虑熔点最高的)的熔点由高到低的顺序是(写化学式)                       。

(2)由这四种元素组成的两种正盐的水溶液(均为0．1 mol·L^-1)的pH由大到小的顺序是(写化学式)                      。

(3)Y和Z两元素可形成化合物ZY₂，某种ZY₂晶体的结构相当于把金刚石中原子均换成Z原子，再在原两个Z原子连线的中点位置放一个Y原子，则此晶体中由Z、Y原子组成的最小环是      元环，在此最小环上有       个Y原子和        个Z原子。

Answer 1

(1)金刚石(C)>Si>Na>O₂

(2)Na₂SiO₃>Na₂CO₃

(3)12   6    6

解析:

(1)因为X、Y、Z、W都是短周期元素，所以均处于前三周期。又因为同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，X、Y两元素处于同一周期，原子半径X>Y，说明X元素在Y元素的左边，而同一主族元素的原子半径从上到下逐渐增大。X、Z处于同一主族，原子半径Z>X，说明Z在X的下边。对于原子半径W>Z，说明W与Z同周期且位于Z的左边(W处于Z的下一周期在本题中不可能)，它们的相对位置如图：

根据Z原子核内质子数等于X、Y原子核内质子数之和可知：Z原子核内质子数-X原子核内质子数=Y原子核内质子数，而Z、X相差8个核电荷(本题中相差2个核电荷不可能)，故Y中有8个质子，为O元素；根据Z原子最外电子层上的电子数是W原子最外电子层上的电子数的4倍，若W最外层为1个电子，则Z为ⅣA族Si元素，若W最外层为2个电子，则Z最外层有8个电子，为Ar元素，不可能。

金刚石和晶体硅均为原子晶体，其熔点很高，金属钠为金属晶体，熔点较高，而O₂形成的晶体为分子晶体，熔点最低，对于金刚石和晶体硅而言，其熔点高低取决于它们的共价键的强弱。

(2)硅酸比碳酸的酸性更弱(同主族元素从上到下其最高价氧化物对应水化物的酸性减弱)，故Na₂SiO₃的水解程度大些。

(3)因为在金刚石结构中，最小的碳环为6元环，根据题意，SiO₂最小环应为12元环，其中Si与O交替相连，故Si原子与O原子相等，都为6个。