Question

X、Y、Z、V、W為五種前四周期元素，其中X是短周期（除稀有氣體外）原子半徑最大的元素；Y與X同周期，其最高價(jià)氧化物的水化物呈兩性；Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子；V原子的核外電子排布式為ls²2s²2p⁶3s²；W的原子序數(shù)為29，W的離子能與乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）形成配離子（圖1）．回答下列問(wèn)題：

（1）W原子的核外電子排布式為

 

，該配離子中含有的化學(xué)鍵類(lèi)型有

 

．（填字母）
a．配位鍵    b．極性鍵    c．離子鍵  d．非極性鍵
（2）元素X、Y、V第一電離能由大到小的順序是

 

（用元素符號(hào)表示）．
（3）Z的氫化物的空間構(gòu)型是

 

；該氫化物的沸點(diǎn)比甲烷的高，其主要原因是

 

；Z的另一種氫化物Z₂H₄分子中Z原子軌道的雜化類(lèi)型是

 

．
（4）X⁺和Cl^-元素構(gòu)成的化合物XCl，XCl的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，晶體中X⁺的配位數(shù)是

 

；每個(gè)X⁺周?chē)�與其緊鄰的Cl^-圍成的幾何圖形為

 

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、V、W為五種前四周期元素，其中X是短周期（除稀有氣體外）原子半徑最大的元素，則X為Na元素；Y與X同周期，其最高價(jià)氧化物的水化物呈兩性，則Y為Al元素；Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子，其原子核外電子排布為ls²2s²2p³，則Z為氮元素；V原子的核外電子排布式為ls²2s²2p⁶3s²，則V為Mg元素，W的原子序數(shù)為29，W為Cu元素，
（1）根據(jù)核外電子排布規(guī)律書(shū)寫(xiě)Cu的原子的核外電子排布式；
W的離子能與乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）形成配離子，銅離子與乙二胺分子之間形成配位鍵，碳原子與氮原子、氫原子之間以及氮原子與氫原子之間形成極性鍵，碳原子之間形成非極性鍵；
（2）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但Mg原子3s能級(jí)容納2個(gè)電子，為全滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素；
（3）Z的氫化物為NH₃，分子之間存在氫鍵，其沸點(diǎn)比甲烷的沸點(diǎn)高；N₂H₄分子中N原子成3個(gè)共價(jià)鍵、含有一對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，據(jù)此確定雜化方式；
（4）XCl為1：1型離子化合物，晶體中X⁺的配位數(shù)與Cl^-的配位數(shù)相等，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)Cl^-周?chē)�與之最近有6個(gè)X⁺離子，配位數(shù)為6；每個(gè)X⁺周?chē)�與其緊鄰的Cl^-圍成的幾何圖形同每個(gè)Cl^-周?chē)�與其緊鄰的X⁺圍成的幾何圖形相同，6個(gè)X⁺離子分別位于晶胞的面心上，據(jù)此判斷．

解答：解：X、Y、Z、V、W為五種前四周期元素，其中X是短周期（除稀有氣體外）原子半徑最大的元素，則X為Na元素；Y與X同周期，其最高價(jià)氧化物的水化物呈兩性，則Y為Al元素；Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子，其原子核外電子排布為ls²2s²2p³，則Z為氮元素；V原子的核外電子排布式為ls²2s²2p⁶3s²，則V為Mg元素，W的原子序數(shù)為29，W為Cu元素，
（1）Cu原子核外電子數(shù)為29，原子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
W的離子能與乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）形成配離子，銅離子與乙二胺分子之間形成配位鍵，碳原子與氮原子、氫原子之間以及氮原子與氫原子之間形成極性鍵，碳原子之間形成非極性鍵，故選abd；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；abd；
（2）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但Mg原子3s能級(jí)容納2個(gè)電子，為全滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能Mg＞Al＞Na，
故答案為：Mg＞Al＞Na；
（3）Z的氫化物為NH₃，為三角錐型結(jié)構(gòu)，氨氣分子之間存在氫鍵，其沸點(diǎn)比甲烷的沸點(diǎn)高；N₂H₄分子中N原子成3個(gè)共價(jià)鍵、含有一對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，N原子雜化方式為sp³，
故答案為：三角錐型；氨分子間存在氫鍵；sp³；
（4）XCl為1：1型離子化合物，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)Cl^-周?chē)�與之最近有6個(gè)X⁺離子，配位數(shù)為6，晶體中X⁺的配位數(shù)與Cl^-的配位數(shù)相等為6；
每個(gè)X⁺周?chē)�與其緊鄰的Cl^-圍成的幾何圖形同每個(gè)Cl^-周?chē)�與其緊鄰的X⁺圍成的幾何圖形相同，6個(gè)X⁺離子分別位于晶胞的面心上，呈正八面體結(jié)構(gòu)，
故答案為：6；正八面體．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布規(guī)律、電離能、雜化理論、分子結(jié)構(gòu)、晶胞結(jié)構(gòu)等，難度中等，（4）中注意利用替換法進(jìn)行解答，對(duì)學(xué)生的思維能力、空間想象能力有一定的要求．