Question

【化学-选修3:物质结构与性质】原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，X基态原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，Y基态原子的2p原子轨道上有3个未成对电子，Z是地壳中含量最多的元素，W的原子序数为24．

（1）W基态原子的核外电子排布式为___________，元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为___________；（用元素符号表达）

（2）与XYZ^-互为等电子体的化学式为___________；

（3）1mol H₂X₂Z₄分子中含有σ键的数目为___________；

（4）YH₃极易溶于水的主要原因是___________。

Answer

（1）1s22s22p63s23p63d24s2；N＞O＞C；

（2）CO2；SCN-；

（3）7×6.02×1023；

（4）氨分子与水分子间易形成氢键

【解析】试题分析：元素X的原子最外层电子数是其内层的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故X为C元素；Y基态原子的2p轨道上有3个电子，Y的核外电子排布式为1s22s22p3，则Y为N元素；Z是地壳中含量最多的元素，则Z为O元素；W的原子序数为22，则W为Ti。

（1）W核外电子数为22，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2；同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大强酸，氮元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：N＞O＞C，故答案为：1s22s22p63s23p63d24s2；N＞O＞C；

（2）原子总数相等、价电子总数相等微粒互为得电子，与CNO-互为等电子体的为CO2、SCN-等，故答案为：CO2；SCN-；

（3）二元弱酸H2C2O4的结构式为， 1mol H2C2O4分子中含有σ键的数目为7×6.02×1023，故答案为：7×6.02×1023；

（4）氨分子与水分子间易形成氢键，NH3极易溶于水，故答案为：氨分子与水分子间易形成氢键。

【考点定位】考查位置结构性质的相互关系

【名师点晴】本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、等电子体、杂化轨道、化学键、氢键等，比较全面的考查物质结构主干知识，需要学生具备扎实的基础，注意同周期中第一电离能异常情况。电离能的变化规律一般为：①同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。②同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。③同种原子：逐级电离能越来越大（即I1≤I2≤I3…）。等电子体的结构相似、物理性质相似。等电子体的价电子总数相同，而组成原子的核外电子总数不一定相同。关于核外电子排布需要掌握原子结构“三、二、一”要点：三个原理：核外电子排布三个原理——能量最低原理、泡利原理、洪特规则；两个图式：核外电子排布两个表示方法——电子排布式、电子排布图；一个顺序：核外电子排布顺序——构造原理。