Question

已知X、Y、Z、W、R五种元素均位于周期表的前四周期，且原子序数依次增大。元素X的基态原子中电子占据了三种能量不同的原子轨道，且成对电子数是未成对电子数的2倍；元素Y与W同主族，且Y是地壳中含量最多的元素；Z基态原子有12种不同运动状态的电子；元素R基态原子最外层只有1个电子且内层电子全充满。

请回答下列问题：（答题时，X、Y、Z、W、R用所对应的元素符号表示）

（1）基态Y原子的轨道式表示式为___。

（2）元素Y、W均可形成含18个电子的氢化物，其中Y的氢化物沸点较高，原因是___；

（3）元素Z与同周期相邻两元素第一电离能由高到低的顺序为___。

（4）元素R在周期表中位于___区，R分别与Y、W形成离子化合物R₂Y和R₂W，其中熔点较高的为___。

（5）R²⁺与过量的氨水形成的配离子的化学式为[R(NH₃)₄]²⁺，在配离子中与R²⁺形成配位键的原子是___。

（6）X的一种单质（相邻原子间通过共价键形成空间网状结构）、XY₂、WY₂、ZW对应的晶体熔沸点由高到低的顺序为___。

Answer

H2O2分子间存在氢键，氢键强于H2S分子间的作用力 Mg＞Al＞Na ds Cu2O N C(金刚石)＞MgS＞SO2＞CO2

【解析】

元素X的基态原子中电子占据了三种能量不同的原子轨道，分别为1s、2s、2p；成对电子数是未成对电子数的2倍，电子排布式为1s22s22p2，X为C；元素Y与W同主族，且Y是地壳中含量最多的元素，则Y为O，W为S；Z基态原子有12种不同运动状态的电子，则Z为Mg；元素R基态原子最外层只有1个电子且内层电子全充满，R基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，R为Cu，则X、Y、Z、W、R分别为C、O、Mg、S、Cu。

（1）分析可知，Y为O，氧原子核外有8个电子，则基态O原子的核外电子排布图为；

（2）元素Y、W分别为O、S，形成含18个电子的氢化物，分别为H2O2、H2S，H2O2分子间存在氢键，H2S分子间只存在范德华力，氢键强于H2S分子间范德华力，则H2O2沸点较高；

（3）元素Z为Mg，与其同周期相邻两元素分别为Na、Al，Mg的3s能级为全满状态，较稳定，第一电离能大于Na、Al，而同周期中第一电离能随原子序数的增大有增大的趋势，则第一电离能由高到低的顺序为Mg＞Al＞Na；

（4）元素R为Cu，位于周期表中的ds区；与O、S形成的Cu2O和Cu2S均为离子晶体，氧离子半径小于硫离子，则Cu2O中离子键强，晶格能大，熔点高；

（5）[Cu(NH3)4]2+中，Cu2+提供空轨道，NH3中的N原子提供孤电子对，形成配位键；

（6）X的一种单质（相邻原子间通过共价键形成空间网状结构）、XY2、WY2、ZW分别为金刚石、CO2、SO2、MgS，金刚石为原子晶体有很高的熔沸点，CO2、SO2为分子晶体，熔沸点与相对分子质量成正比，即熔沸点SO2＞CO2，MgS为离子晶体，熔沸点高于分子晶体，低于原子晶体，则晶体熔沸点由高到低的顺序为C(金刚石)＞MgS＞SO2＞CO2。