Question

14．原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，X基态原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，Y基态原子的2p原子轨道上有3个未成对电子，Z是地壳中含量最多的元素，W的原子序数为24．
（1）W基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²．元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C．
（2）与XYZ^-互为等电子体的一种分子、一种离子分别为CO₂、SCN^-（填化学式）．
（3）二元弱酸H₂X₂Z₄中X原子轨道的杂化类型是sp²，1mol H₂X₂Z₄分子中含有σ键的数目为7×6.02×10²³．
（4）YH₃极易溶于水的主要原因是氨分子与水分子间易形成氢键．

Answer 1

分析 元素X的原子最外层电子数是其内层的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故X为C元素；Y基态原子的2p轨道上有3个电子，Y的核外电子排布式为1s²2s²2p³，则Y为N元素；Z是地壳中含量最多的元素，则Z为O元素；W的原子序数为22，则W为Ti，据此解答．

解答 解：元素X的原子最外层电子数是其内层的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故X为C元素；Y基态原子的2p轨道上有3个电子，Y的核外电子排布式为1s²2s²2p³，则Y为N元素；Z是地壳中含量最多的元素，则Z为O元素；W的原子序数为22，则W为Ti．
（1）W核外电子数为22，基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；
同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大强酸，氮元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：N＞O＞C，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；N＞O＞C；
（2）原子总数相等、价电子总数相等微粒互为得电子，与CNO^-互为等电子体的一种分子、一种离子分别为CO₂、SCN^-等，故答案为：CO₂；SCN^-；
（3）二元弱酸H₂C₂O₄的结构式为，分子中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，故C原子轨道的杂化类型是sp²，1mol H₂C₂O₄分子中含有σ键的数目为7×6.02×10²³，
故答案为：sp²；7×6.02×10²³；
（4）氨分子与水分子间易形成氢键，NH₃极易溶于水，故答案为：氨分子与水分子间易形成氢键．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、等电子体、杂化轨道、化学键、氢键等，比较全面的考查物质结构主干知识，需要学生具备扎实的基础，注意同周期中第一电离能异常情况，难度中等．