Question

【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）X、Y、Z、V、W为五种前四周期元素，其中X是短周期（除稀有气体外）原子半径最大的元素；Y与X同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子；V原子的核外电子排布式为ls²2s²2p⁶3s²；W的原子序数为29，W的离子能与乙二胺（H₂N—CH₂一CH₂一NH₂）形成配离子：

    回答下列问题：

（1）W原子的核外电子排布式为                           ，该配离子中含有的化学键类型有                      。（填字母）

    a．配位键    b．极性键    c．离子键  d．非极性键

（2）元素X、Y、V第一电离能由大到小的顺序是           （用元素符号表示）。

（3）Z的氢化物的空间构型是                  ；该氢化物的沸点比甲烷的高，其主要原因是                 ；Z的另一种氢化物Z₂H₄分子中Z原子轨道的杂化类型是           。

（4）X和Cl元素构成的化合物XCl，XCl的晶胞结构如右图所示，晶体中X⁺的配位数是    ；每个X⁺周围与其紧邻的Cl^-围成的几何图形为                。

Answer

（1）［Ar］3d104s1（或1s22s22p63s23p63d104s1）（2分）；abd（2分）

（2）Mg>Al>Na（2分）

（3）三角锥形（2分）；氨分子间存在氢键（2分）；sp3（2分）。

（4）6（1分）；正八面体（2分）

【解析】本题考查元素推断及物质结构的有关知识。由“X是短周期（除稀有气体外）原子半径最大的元素”可确定X是钠；“Y与X同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性” 可确定Y是Al；由“Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子”可确定Z是N；由“V原子的核外电子排布式为ls22s22p63s2”可确定V是Mg；由“W的原子序数为29”可确定W是Cu。

（1）W原子的核外电子排布式为［Ar］3d104s1（或1s22s22p63s23p63d104s1），该配离子中含有的化学键类型有配位键(Cu、N之间)、极性键(N、H与C、H之间)、非极性键(C、C之间)，故选abd。（2）由于Mg存在3p全空特例，Mg的第一电离能比相邻元素都高，同周期，随原子序数增大，元素原子的第一电离能有增大的趋势，故Na 、Mg、Al第一电离能由大到小的顺序是Mg>Al>Na。（3）NH3中N采用sp3杂化，与H结合形成三角锥形，由于N半径小，电负性大，分子间可形成氢键，使NH3的沸点比CH4高，N的另一种氢化物N2H4分子中N原子轨道的杂化类型也是sp3杂化，分别N、H形成共价键。（4）从NaCl    的晶体结构可以看出，晶体中Na+的配位数是6（前后左右上下各一个Cl-）。每个Na+周围与其紧邻的Cl-围成的几何图形为正八面体（）。