Question

X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的前四周期元素，X的核外有2个未成对电子，与题述其他元素均能形成二元化合物；Y是地壳中含量最多的金属元素；Z的第一电离能比同周期相邻两种元素的都大；W的外层电子数是最内层电子数的9倍；Q的某种核素的质量数为56，中子数为30。据此回答下列问题：

（1）Q的基态原子的价电子排布式为______________。

（2）题述元素中，电负性最大的是______________（填元素符号），第一电离能介于Y和Z之间的同周期元素有______________（填元素符号）。

（3）Y和W的氯化物中熔点较高的是________（填化学式），原因是_____；与Z的低价氯化物互为等电子体的离子是_______（填一种即可）。

（4）咖啡因对中枢神经有兴奋作用，其结构简式如图所示。常温下，咖啡因在水中的溶解度很小，加适量水杨酸钠[C₆H₄（OH）（COONa）]可使其溶解度增大，其原因可能是_________。

Answer

3d64s2 O Mg、Si、S CaCl2 CaCl2属于离子晶体，钙离子和氯离子之间离子键作用力强，熔点高，AlCl3属于分子晶体，分子间作用力弱，熔点低 （或等） 水杨酸钠易溶于水，咖啡因与水杨酸钠形成了氢键

【解析】

根据题中所给信息，X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的前四周期元素， Y是地壳中含量最多的金属元素，则Y是Al元素，Z的第一电离能比同周期相邻两种元素的都大，则Z是P元素，W的外层电子数是最内层电子数的9倍，则W是Ca元素，Q的某种核素的质量数为56，中子数为30，根据质量数=质子数+中子数，Q的质子数为26，又原子序数=质子数，则Q为26号元素Fe，因为X的核外有2个未成对电子，与题述其他元素均能形成二元化合物，则X为O元素，据此分析解答。

(1)Fe的基态原子核外有26个电子，其价电子排布式为3d64s2，故答案为：3d64s2；

(2)在这些元素中，电负性：O＞P＞Ca＞Al＞Fe，电负性最大的是O元素，根据同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，以及ⅡA族的3s2全满状态和VA族3s23p3半满状态的稳定性，可知第一电离能介于Al和P之间的同周期元素有Mg、Si和S，故答案为：O；Mg、Si、S；

(3)Y和W的氯化物分别为AlCl3和CaCl2，由于CaCl2是离子晶体，Ca2+和Cl-之间的离子键作用力强，所以CaCl2的熔点高，而AlCl3是分子晶体，分子间作用力小，所以熔点低；Z的低价氯化物为PCl3，原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体，与它互为等电子体的离子为、等，故答案为：CaCl2；CaCl2属于离子晶体，钙离子和氯离子之间离子键作用力强，熔点高，AlCl3属于分子晶体，分子间作用力弱，熔点低；（或等）；

(4)水杨酸钠易溶于水，且其分子中有羟基，而咖啡因分子中有N、O两种电负性很强的元素，所以这两种分子之间可以形成氢键，使咖啡因溶解度增大，故答案为：水杨酸钠易溶于水，咖啡因与水杨酸钠形成了氢键。