Question

短周期元素 X、Y、Z、W、K原子序数依次增大，X是周期表中原子半径最小的元素，Y和W的2p轨道中都只有2个未成对电子，K和W位于同一主族。元素G的原子序数为29。

(1)G²⁺基态核外电子排布式为______________    。

(2)Y、Z、W三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_____(填元素符号)。

(3)KW₂的空间构型为_______(用文字描述)。

(4)K和W的简单氢化物沸点相差较大，原因是___________。

(5)1 mol Y₂X₄分子中含有σ键数目为 _____ ；其中 Y 原子原子轨道的杂化类型是 __________。

(6)Z、G形成的一种化合物的晶胞结构如图所示，该物质的化学式为 _____，与每个G原子紧邻的G原子的有_____个

Answer

1s22s22p63s23p63d9 或[Ar] 3d9 N＞O＞C V形 水分之间存在氢键 5NA sp2 Cu3N 8

【解析】

短周期元素 X、Y、Z、W、K原子序数依次增大，X是周期表中原子半径最小的元素，则X为H元素；Y和W的2p轨道中都只有2个未成对电子，且W的原子序数大于Y，则Y的核外电子排布式为1s22s22p2，为Y为C元素，W的核外电子排布式为1s22s22p4，W为O元素，则Z为N元素；K和W位于同一主族，则K为S元素；元素G的原子序数为29，则G为Cu元素，据此分析解答。

(1)G为Cu元素，基态铜原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 或[Ar] 3d104s1 ，失去两个电子变为Cu2+，基态Cu2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9 或[Ar] 3d9；

(2)Y为C元素，Z为N元素，W为O元素，同周期元素随核电荷数增大，第一电离能呈逐渐增大的趋势，N的核外电子排布式为1s22s22p3，2p轨道上电子排布为半充满状态，原子结构较稳定，其第一电离能大于相邻元素，第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；

(3)K为S元素，W为O元素，KW2为SO2，中心原子S原子的价层电子对数=2+=3，S原子采取sp2杂化，则空间构型为V形；

(4)K为S元素，W为O元素，其氢化物分别为H2S、H2O，水分之间存在氢键，硫化氢分子间不存在氢键，氢键的存在使水的沸点升高，因此二者简单氢化物沸点相差较大；

(5)Y为C元素，X为H元素，Y2X4为乙烯(C2H4)，一个乙烯分子中含有4个C-H单键和一个碳碳双键，C-H单键都为σ键，碳碳双键中含有一个σ键和一个π键，即一个乙烯分子中含有5个σ键，1 mol Y2X4分子中含有σ键数目为1 mol×5×NA=5NA；乙烯分子中碳碳双键为平面结构，其中C原子原子轨道的杂化类型是sp2；

(6)G为Cu元素，Z为N元素，Z、G形成的一种化合物的晶胞结构如图所示，N原子位于晶胞的顶点上，则晶胞中N原子的数目为8×=1，Cu原子位于晶胞的棱上，则晶胞中Cu原子的数目为12×=3，该物质的化学式为Cu3N；根据图示，与每个G原子紧邻的G原子的有8个。