Question

【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）X、Y、Z、V、W为五种前四周期元素，其中X是短周期（除稀有气体外）原子半径最大的元素；Y与X同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子；V原子的核外电子排布式为ls²2s²2p⁶3s²；W的原子序数为29，W的离子能与乙二胺（H₂N—CH₂一CH₂一NH₂）形成配离子：

回答下列问题：
（1）W原子的核外电子排布式为                          ，该配离子中含有的化学键类型有                     。（填字母）
a．配位键    b．极性键    c．离子键  d．非极性键
（2）元素X、Y、V第一电离能由大到小的顺序是          （用元素符号表示）。
（3）Z的氢化物的空间构型是                 ；该氢化物的沸点比甲烷的高，其主要原因是                ；Z的另一种氢化物Z₂H₄分子中Z原子轨道的杂化类型是          。

（4）X和Cl元素构成的化合物XCl，XCl的晶胞结构如右图所示，晶体中X⁺的配位数是   ；每个X⁺周围与其紧邻的Cl^-围成的几何图形为               。

Answer 1

（1）［Ar］3d¹⁰4s¹（或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹）（2分）；abd（2分）
（2）Mg>Al>Na（2分）
（3）三角锥形（2分）；氨分子间存在氢键（2分）；sp³（2分）。
（4）6（1分）；正八面体（2分）

本题考查元素推断及物质结构的有关知识。由“X是短周期（除稀有气体外）原子半径最大的元素”可确定X是钠；“Y与X同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性” 可确定Y是Al；由“Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子”可确定Z是N；由“V原子的核外电子排布式为ls²2s²2p⁶3s²”可确定V是Mg；由“W的原子序数为29”可确定W是Cu。
（1）W原子的核外电子排布式为［Ar］3d¹⁰4s¹（或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹），该配离子中含有的化学键类型有配位键(Cu、N之间)、极性键(N、H与C、H之间)、非极性键(C、C之间)，故选abd。（2）由于Mg存在3p全空特例，Mg的第一电离能比相邻元素都高，同周期，随原子序数增大，元素原子的第一电离能有增大的趋势，故Na、Mg、Al第一电离能由大到小的顺序是Mg>Al>Na。（3）NH₃中N采用sp³杂化，与H结合形成三角锥形，由于N半径小，电负性大，分子间可形成氢键，使NH₃的沸点比CH₄高，N的另一种氢化物N₂H₄分子中N原子轨道的杂化类型也是sp³杂化，分别N、H形成共价键。（4）从NaCl   的晶体结构可以看出，晶体中Na⁺的配位数是6（前后左右上下各一个Cl^-）。每个Na⁺周围与其紧邻的Cl^-围成的几何图形为正八面体（）。