Question

X、R、W、Y、Z是元素周期表中前四周期的五种元素，其原子序数依次增大，其中X、R、W同周期，X和Y同一主族．X原子最外层的p轨道上的电子数等于前一电子层上的电子总数，W原子最外层的p轨道中只有一个轨道填充了2个电子．Z的单质是一种紫红色金属，Z可与W形成Z₂W、ZW等化合物．根据上述信息回答下列问题：
（1）写出Z元素基态原子的核外电子排布式：

 

．Z元素位于周期表的

 

区．
（2）XW₂的熔、沸点比YW₂的熔、沸点

 

（填“高”或“低”），原因是

 

．
（3）1个XW₂分子中含有

 

个σ键，

 

个π键．
（4）X、R、W、Y四种元素中，第一电离能最大的是

 

（填元素符号），简单氢化物的稳定性最差的是

 

（填氢化物化学式）．
（5）如图是Z₂W晶体的一个晶胞结构示意图（球的大小不代表实际原子大小），其中含有Z原子的个数为

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：X、R、W、Y、Z是元素周期表中前四周期的五种元素，其原子序数依次增大，X、R、W同周期，X原子最外层的p轨道上的电子数等于前一电子层上的电子总数，次外层电子数为2或8，p轨道上最多排列6个电子，所以Xp轨道上排列2个电子，为C元素；
W位于第二周期，W原子最外层的p轨道中只有一个轨道填充了2个电子，则W为O元素，R原子序数大于X而小于W，所以R是N元素；
X和Y属于同一主族元素，则Y为Si元素；
Z的单质是一种紫红色金属，则Z为Cu元素，Z可与W形成Cu₂O、CuO等化合物，再结合题目分析解答．

解答： 解：X、R、W、Y、Z是元素周期表中前四周期的五种元素，其原子序数依次增大，X、R、W同周期，X原子最外层的p轨道上的电子数等于前一电子层上的电子总数，次外层电子数为2或8，p轨道上最多排列6个电子，所以Xp轨道上排列2个电子，为C元素；
W位于第二周期，W原子最外层的p轨道中只有一个轨道填充了2个电子，则W为O元素，R原子序数大于X而小于W，所以R是N元素；
X和Y属于同一主族元素，则Y为Si元素；
Z的单质是一种紫红色金属，则Z为Cu元素，Z可与W形成Cu₂O、CuO等化合物，
（1）Cu原子核外有29个电子，根据构造原理知，该元素基态原子的核外电子排布式：[Ar]3d¹⁰4s¹，Z元素位于周期表的ds区，故答案为：[Ar]3d¹⁰4s¹；ds；
（2）CO₂的熔、沸点比SiO₂的熔、沸点低，CO₂是分子晶体、SiO₂是原子晶体，原子晶体熔点大于分子晶体，所以CO₂的熔、沸点比SiO₂的熔、沸点低，故答案为：低；CO₂是分子晶体、SiO₂是原子晶体；
（3）二氧化碳分子结构式为O=C=O，所以1个CO₂分子中含有2个σ键，2个π键，故答案为：2；2；
（4）元素的非金属性越强，其第一电离能越大，但同一周期非金属元素，第一电离能第VA族元素大于其相邻元素，X、R、W、Y四种元素中，非金属性强弱顺序是O＞N＞C＞Si，但第一电离能N＞O，所以第一电离能最大的是N元素，元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，所以简单氢化物的稳定性最差的是SiH₄，故答案为：N；SiH₄；
（5）该晶胞中，白球个数=1+8×

1

8

=2，黑球个数=4，所以黑球和白球个数之比为2：1，根据其化学式知，白球表示O元素、黑球表示Cu元素，则Z原子个数为4，故答案为：4．

点评：本题考查了物质结构和性质，正确推断元素是解本题关键，明确晶胞的计算方法、第一电离能、氢化物的稳定性、核外电子排布式的书写规则即可解答，注意第一电离能的规律及异常现象，题目难度中等．