Question

【化学一选修物质结构与性质】
有X、Y、Z、Q、E、M、G原子序数依次递增的七种元素，除G元素外其余均为短周期主族元素．X的原子中没有成对电子，Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同，Z元素原子的外围电子层排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，E与Q同周期，M元素的第一电离能在同周期主族元素中从大到小排第三位，G的阳离子是胆矾晶体中的中心离子．回答下列问题：
（1）Z元素原子价层电子的轨道表示式为：______；
（2）由X、Y、Z形成的XYZ分子中，含有______个σ键．
（3）相同条件下，MQ₂比YQ₂在X₂Q中的溶解度大的理由是______．
（4）ZE₃是一种无色、无毒、无味的气体，该分子的VSEPR模型为______，分子的立体结构为______．
（5）胆矾晶体内G离子和配体之间存在______键，将该晶体溶于氨水形成深蓝色的配合物溶液，其中配离子的结构简式为______．
（6）G元素形成的单质晶体中一个原子的配位数为______．

Answer

由X的原子中没有成对电子可判断X为H元素，由Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同知Y为C元素，由Z元素原子的外围电子层排布式为 nsnnpn+1 可判断Z为N元素，再根据Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍知Q为O元素，由E与Q同周期，Q为O元素，E的原子序数比Q的原子序数大可判断E为F元素，再根据G的阳离子是胆矾晶体中的中心离子知G为Cu元素，根据M元素的第一电离能在同周期主族元素中从大到小排第三位且X、Y、Z、Q、E、M、G原子序数依次递增最后确定M为S元素．
【解析】
（1）由Z元素原子的外围电子层排布式为 nsnnpn+1 可判断Z为N元素，N元素有2个电子层，最外层有5个电子，其中2个电子占据2S轨道并且自旋方向相反，剩余3个电子分别占据Px、Py、Pz轨道，自旋方向相同，因此N元素原子价层电子的轨道表示式为：，故答案为：；
（2）由X的原子中没有成对电子可判断X为H元素，由Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同知Y为C元素，由Z元素原子的外围电子层排布式为 nsnnpn+1 可判断Z为N元素，所以由X、Y、Z形成的XYZ分子为HCN，HCN分子的结构式为H-C≡N，其中H-C和C-N上分别含有一个σ键，故HCN分子中共有2个σ键，故答案为：2；
（3）SO2是极性分子，H2O也是极性分子，CO2是非极性分子，根据相似相溶原理，极性分子更容易溶于极性分子，所以SO2比CO2在H2O中的溶解度大，故答案为：SO2是极性分子，H2O也是极性分子，相似相溶；
（4）NF3是SP2杂化，则VSEPR模型为四面体形，三个杂化轨道分别和F成建，且N上还有一对孤对电子，由于孤对电子的排斥，所以成了三角锥形，故答案为：四面体形；三角锥形；
（5）胆矾晶体内Cu离子和配体之间存在配位键，Cu离子溶于氨水形成Cu（NH3）42+溶液，其中配离子的结构简式为，故答案为：配位键；；
（6）Cu单质晶体中一个Cu原子的配位数为12，故答案为12．