Question

3．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大．请回答下列问题：
（1）X、Y的元素符号依次为S、C；
（2）Q的元素符号是Cr，它位于第四周期第ⅥB族，它的外围电子排布式为3d⁵4s¹，在形成化合物时它的最高化合价为+6；
（3）XZ₂与YZ₂分子的空间结构分别是V形和直线形，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是SO₂（写分子式），原因SO₂是极性分子，H₂O也是极性分子，相似相溶，而CO₂是非极性分子．
（4）用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的4种氢键F-H…F、O-H…O、O-H…F、F-H…O．

Answer 1

分析 X原子核外的M层中只有两对成对电子，核外电子排布应为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，则MS元素，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Y有2个电子层，最外层电子数为4，故Y为C元素，Z是地壳内含量最高的元素，则ZO元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，Q原子序数为24，故Q为Cr元素，E在元素周期表的各元素中电负性最大，则E为F元素．

解答 解：X原子核外的M层中只有两对成对电子，核外电子排布应为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，则MS元素，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Y有2个电子层，最外层电子数为4，故Y为C元素，Z是地壳内含量最高的元素，则ZO元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，Q原子序数为24，故Q为Cr元素，E在元素周期表的各元素中电负性最大，则E为F元素．
（1）由以上分析可知，X为S，Y为C，故答案为：S；C；
（2）Q为Cr，原子序数为24，位于周期表第四周期ⅥB族，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，外围电子排布式为，最高化合价为+6价，
故答案为：Cr；四、ⅥB；3d⁵4s¹；+6．
（3）SO₂分子中S和O形成2个δ键，有1个孤电子对，空间构型为V形，CO₂分子中C和O形成2个δ键，没有孤电子对，为直线形．SO₂是极性分子，H₂O也是极性分子，相似相溶，而CO₂是非极性分子，故SO₂在水中溶解度更大，
故答案为：V形；直线形；SO₂；SO₂是极性分子，H₂O也是极性分子，相似相溶，而CO₂是非极性分子；
（4）HF的水溶液中，HF分子之间形成氢键，可表示为H-F…H，水分子之间形成氢键，表示为O-H…O，HF分子与水分子之间形成氢键，HF中氟原子和水分子中的氢原子能形成氢键可表示为O-H…F，水中氧原子和氟化氢分子中的氢原子之间能形成氢键，可表示为 F-H…O，
故答案为：F-H…F、O-H…O、O-H…F、F-H…O．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及结构性质位置关系、核外电子排布、分子结构与性质、氢键等，题目难度中等，推断元素的种类是解题关键，注意掌握空间构型的判断．