Question

已知：核电荷数小于18的三种元素X、Y、Z；X原子最外能层的p能级中有一个轨道填充了2个电子，Y原子的最外层中p能级的电子数等于前一能层电子总数，且X和Y具有相同的电子层；Z与X在周期表中位于同一主族．回答下列问题：
（1）X的价电子排布式为

 

，Y的轨道表示式为

 

．
（2）ZX₂的分子构型为

 

，YX₂的电子式为

 

．
（3）Y与Z形成的化合物中化学键是

 

键（填“极性”或“非极性”，下同），该分子属于

 

分子．
（4）X的最简单氢化物中键角为

 

，Y的最简单氢化物中中心原子是

 

杂化．

Answer 1

分析：核电荷数小于18的三种元素X、Y、Z，X原子最外能层的p能级中有一个轨道填充了2个电子，则X位于最外层电子排布式为ns²np⁴，为第VIA族元素；
Y原子的最外层中p能级的电子数等于前一能层电子总数，p能级最多排列6个电子，则Y次外层为K层，Y原子最外层p能级上电子数是2，Y原子含有6个电子，为C元素，且X和Y具有相同的电子层，即二者为同一周期元素，所以X是O元素，Z与X在周期表中位于同一主族，且X和Z原子序数都小于18，所以Z为S元素，结合元素、物质的结构来分析解答．

解答：解：核电荷数小于18的三种元素X、Y、Z，X原子最外能层的p能级中有一个轨道填充了2个电子，则X位于最外层电子排布式为ns²np⁴，为第VIA族元素；
Y原子的最外层中p能级的电子数等于前一能层电子总数，p能级最多排列6个电子，则Y次外层为K层，Y原子最外层p能级上电子数是2，Y原子含有6个电子，为C元素，且X和Y具有相同的电子层，即二者为同一周期元素，所以X是O元素，Z与X在周期表中位于同一主族，且X和Z原子序数都小于18，所以Z为S元素，
（1）X是O元素，其最外层有6个电子，主族元素的最外层电子就是其价电子，所以X价电子排布式为2s²2p⁴，
Y是C原子，根据构造原理知，其核外电子排布式为：1s²2s²2p²，所以其轨道表示式为，
故答案为：1s²2s²2p²；；
（2）SO₂的分子中价层电子对个数是2+

1

2

（6-2×2）=3，且含有一个孤电子对，所以其空间构型为V型，CO₂为共价化合物，其电子式为，故答案为：V型；；
（3）C与S形成的化合物是二硫化碳，二硫化碳中碳原子和硫原子之间存在极性键，但二硫化碳分子中正负电荷重心重合，为非极性分子，故答案为：极性；非极性；
（4）O的最简单氢化物是水，水分子是V形结构，水分子中中键角为104.5°，C的最简单氢化物是甲烷，甲烷分子中碳原子含有4个共价单键，且不含孤电子对，所以碳原子为sp³杂化，
故答案为：104.5°；sp³．

点评：本题考查了元素位置、结构和性质相互关系的应用，涉及杂化方式的判断、电子式的书写、分子空间构型的判断等知识点，根据电子排布正确推断元素是解本题关键，结合价层电子对互斥理论来分析解答，难度中等．