Question

短周期主族元素X、Y、Z、W、P、Q的原子序数依次增大．X 元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y的氟化物YF₃分子中各原子均达到8电子稳定结构，Z的逐级电离能（KJ/mol）分别为：496、4562、6912；W的简单离子是同周期中离子半径最小的，P 的价电子数是其周期数的2倍．试回答下列问题：
（1）比较第一电离能：Z

 

W（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）写出Q的价电子排布图

 

．
（3）YF₃的结构式为：

 

，其VSEPR模型为：

 

．
（4）X基态原子中能量最高的电子，其原子轨道呈

 

形．
（5）XO₂和PO₂分子的立体结构分别是

 

和

 

，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是

 

（写分子式），理由是

 

．

Answer 1

考点：元素周期律和元素周期表的综合应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：短周期主族元素X、Y、Z、W、P、Q的原子序数依次增大．Y的氟化物YF₃分子中各原子均达到8电子稳定结构，则Y处于ⅤA族，结合原子序数可知，Y只能为N元素；X 元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，外围电子排布为2s²2p²或2s²2p⁴，结合原子序数可知，X只能为C元素，Z的第二电离能剧增，则Z表现+1价，可推知Z为Na；W的简单离子是同周期中离子半径最小的，则W为Al，P 的价电子数是其周期数的2倍，则P为S元素，故Q为Cl，据此解答．

解答： 解：短周期主族元素X、Y、Z、W、P、Q的原子序数依次增大．Y的氟化物YF₃分子中各原子均达到8电子稳定结构，则Y处于ⅤA族，结合原子序数可知，Y只能为N元素；X 元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，外围电子排布为2s²2p²或2s²2p⁴，结合原子序数可知，X只能为C元素，Z的第二电离能剧增，则Z表现+1价，可推知Z为Na；W的简单离子是同周期中离子半径最小的，则W为Al，P 的价电子数是其周期数的2倍，则P为S元素，故Q为Cl，
（1）同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：Na＜Al，故答案为：＜；
（2）Q为Cl，其价电子排布图为，故答案为：；
（3）NF₃的结构式为：，N原子价层电子对数=3+

5-1×3

2

=4，其VSEPR模型为：四面体，故答案为：；四面体；
（4）C元素基态原子中能量最高的电子为2p能级电子，其原子轨道呈纺锤形或哑铃形，故答案为：纺锤或哑铃；
（5）CO₂为直线型结构，SO₂分子中S原子孤电子对数=

6-2×2

2

=1，价层电子对数=1+2=3，为V形，因为CO₂是非极性分子，SO₂和H₂O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度较大，
故答案为：直线型；V形；SO₂；因为CO₂是非极性分子，SO₂和H₂O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度较大．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及电离能、核外电子排布、分子结构与性质、价层电子对互斥理论等，需要学生具备扎实的基础，难度中等．