Question

3．四种元素X、Y、Z、E位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增大，Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z原子的L电子层中，有三个未成对的电子，且无空轨道；E原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1．
（1）XYZ分子中的三个原子除X原子外最外层均为8电子构型，根据电子云重叠方式的不同，该分子中共价键的主要类型有σ键、π键．
（2）ZX₃是一种常见气体，分子中Z原子的杂化方式是sp³，该物质易液化其主要原因是氨气与氨气、氨气和水分子之间均易形成氢键
（3）E元素+2价离子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰．
（4）元素Y形成的A和B两种物质，可发生如下转化关系：，在B分子中Y原子的杂化方式为sp³，B中O-Y-H的键角小于（填“大于”“等于”或“小于”）A中O-Y-H键角．

Answer 1

分析 Y原子的L层p轨道中有2个电子1s²2s²2p²，为6号元素碳；Z原子的L电子层中，有三个未成对的电子，且无空轨道，所以Z是氮；E原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，30号锌元素，XYZ分子中的三个原子除X原子外最外层均为8电子构型，所以X是氢，以此解答该题．

解答 解：Y原子的L层p轨道中有2个电子1s²2s²2p²，为6号元素碳；Z原子的L电子层中，有三个未成对的电子，且无空轨道，所以Z是氮；E原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，30号锌元素，XYZ分子中的三个原子除X原子外最外层均为8电子构型，所以X是氢，
（1）HCN分子中的三个原子除H原子外均为8电子构型，C原子形成4个共价键、N原子形成3个共价键，则HCN分子的结构式为H-C≡N，共价单键为σ键，共价三键中一个是σ键两个是π键，所以氢氰酸分子中含有两个σ键两个π键，
故答案为：σ键、π键；
（2）NH₃分子是一种常见气体，氨气分子中N原子价层电子对个数是4，所以N原子采用sp³杂化；氢键的存在增大氨气的溶解性，
故答案为：sp³；氨气与氨气、氨气和水分子之间均易形成氢键；
（3）E²⁺为Zn²⁺，Zn是30号元素，失去最外层2个电子的核外电子排布式是 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（4）在B分子中Y原子形成4个δ键，为sp³杂化，B中O-Y-H的键角约为109⁰28'，而B中O-Y-H的键角为120⁰，B中O-Y-H的键角小于A中O-Y-H键角，
故答案为：sp³；小于．

点评 本题考查元素的推断以及分子杂化方式、分子构型、离子核外电子排布等，为高频考点，侧重考查学生分析问题、运用知识解决问题能力，会利用价层电子对互斥理论、构造原理等知识点解答，综合性较强．