Question

X、Y、Z、M、R、W均为周期表中前四周期的元素。X为第三周期金属元素，且笫一电离能在同周期金属元素中最大；Y原子的L电子层的p能级上有一个空轨道；Z元素的基态原子最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子；M的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；R是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素；W为过渡元素， 它的基态原子外围电子排布中成对电子数和未成对电子数相同且为最外层电子数的两倍回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：

（1）X基态原子的核外电子排布式为______________；

（2）R的氢化物的稳定性比其上一周期同族元素氢化物的稳定性________(填“高”或“低”）其原因是_______________。

（3）ZM₃^-的空间构型为__________，其中Z的杂化方式为____________________；

（4）YZ^-是一种配位能力很强的离子，lmolYZ^-中含有π键的数目为_____________________；

（5）Y、Z与氢元素、硫元素能形成两种互为同分异构体的酸：H-S-YZ(A酸）与H-Z=Y=S（B酸），其中沸点较高的是___________酸（填“A”或“B”），原因是________________；

（6）W在周期表中的位置为__________。己知W单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式，晶胞分别如上图1、2所示，图2中原子的堆积方式为________，图1、图2中W原子的配位数之比为______________。

Answer

1s22s22p63s2或[Ne]3s2 低 F的半径小于Cl，故H-F的键长短，键能大，更稳定 平面正三角形 sp2杂化 1.204×10 24或2NA B B酸能形成分子间氢键 第四周期第Ⅷ族 体心立方 1:2

【解析】X为第三周期金属元素，且笫一电离能在同周期金属元素中最大，根据同周期元素第一电离能呈增大的趋势，并结合3s2为全充满结构时相对稳定，可知X为Mg元素；
Y基态原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，原子核外电子排布为1s22s22p2，则Y为C元素；Z元素的基态原子最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，则Z处于第二周期，电子排布式为：1s22s22p3，为N元素；M的基态原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反，原子核外电子排布为1s22s22p4，则M为O元素；R是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，则R为氯元素；W为过渡元素，它的基态原子外围电子排布中成对电子数和未成对电子数相同且为最外层电子数的两倍，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2，故W为Mn元素；

（1）Mg的核电荷数为12，则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2或[Ne]3s2；

（2）氯的非金属性比氟弱，则HCl比HF的稳定性低，主要原因是F的半径小于Cl，故H-F的键长短，键能大，更稳定；

（3）ZM3-为NO3-，NO3-中N原子的价层电子对数为： =3，没有孤电子对，所以NO3-的空间构型为平面三角形，N原子采用sp2杂化；

（4）一个 CN-中含有2个π键，所以1mol CN-中含有的π键的数目为2NA或1.204×10 24；

（5）H-N=C=S（B酸）分子间存在氢键，而H-S-CN(A酸）分子间不存在氢键，则，两者中沸点较高的是B酸；

（6）W为Mn元素，核电荷数为25，位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族；以顶点Mn原子研究，与之最近的原子处于面心，每个顶点为12个面共用，故面心立方最密堆积中Mn原子配位数为12，体心立方堆积中Mn原子配位数为8，故A、B两种堆积中配位数之比为8︰12=2︰3。

点睛：把握常见分子中原子的杂化及空间构型为解答的关键，根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数．根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp杂化；n=3，sp2杂化；n=4，sp3杂化；中心原子的杂化类型为sp2，说明该分子中心原子的价层电子对个数是3，无孤电子对数，空间构型是平面三角形。