Question

Y、Z、W、R、M五种元素，位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大，有如下信息：

元素	相关信息
Y	原子核外有6个不同运动状态的电子
Z	非金属元素，基态原子的s轨道的电子总数与p轨道的电子总数相同
W	主族元素，与Z原子的价电子数相同
R	价层电子排布式为3d^64s^2
M	ⅠB族，其单质常用作导线

请回答下列问题(Y、Z、W、R、M用所对应的元素符号表示):

(1)Z、W元素相比，第一电离能较大的是_____________________，M²⁺的核外电子排布式为________________________。

(2)写出两个与YZ₂互为等电子体的化学式_________________ 。

(3)WZ₂分子中W原子价层电子对数是_____________对，WZ₂的VSEPR 模型名称为_______________，WZ₃气态为单分子，该分子中W原子的杂化轨道类型为__________________；WZ₃的三聚体环状结构如图所示，该结构中W原子的杂化轨道类型为__________；该结构中W-Z键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为___________(填图中字母) ，该分子中含有______个σ键。

Answer

O 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 CS2、SCN- 3 平面三角形 sp2 sp3 a 12

【解析】

Y、Z、W、R、M五种元素，位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大，Y原子核外有6个不同运动状态的电子，则Y为C元素；Z为非金属元素，基态原子的s轨道的电子总数与p轨道的电子总数相同，则Z为O元素；W为主族元素，与Z原子的价电子数相同，为S元素；R价层电子排布式为3d64s2，R原子核外电子数＝18+6+2＝26，为Fe元素；M为ⅠB族，其单质常用作导线，为Cu元素，以此解答该题。

(1)Z为O元素，W为S元素，O、S元素位于同一主族，同一主族元素第一电离能随着原子序数增大而减小，所以第一电离能O＞S；Cu为29号元素，失去2个电子生成Cu2+，该离子核外有27个电子，根据构造原理书写该离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9；

(2)Y为C元素，Z为O元素，YZ2为CO2，由3个原子构成，价电子总数为16，等电子体的化学式CS2、SCN-；

(3)Z为O元素，W为S元素，WZ2为SO2，分子中S原子的成键电子对数为2，孤电子对数为×(6-2×2)=1，价层电子对数=成键电子对数+孤电子对数=2+1=3对，且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断SO2的VSEPR 模型名称为平面三角形，SO3气态为单分子，该分子中S原子的价层电子对数=3+=3，S原子采取sp2杂化；SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断S原子的杂化轨道类型为sp3；SO3的三聚体中每个S形成S＝O键和S−O键，S＝O键长较短，所以a较短；单键都为σ键，SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构的分子中含有12个σ键。