Question

X、Y、Z、W、N為前四周期五種元素,分別位于周期表中三個緊鄰的周期，且原子序數逐漸增大，X、Y、Z的氫化物都比同族元素氫化物的沸點高。N原子外圍未成對電子數是同周期中最多的。W元素的電離能數據見下表(kJ·mol^－1)：

I1	I2	I3	I4	…
496	4562	6912	9540	…

請回答：
（1）W₂Y₂含有的電子式為                           。灼燒W₂Y₂時，火焰呈特殊顏色，請從原理上解釋產生該現象的原因：                   。
（2）N元素基態原子的外圍電子排布式是：                  。
（3）X₃^-的空間構型是               ，中心原子的雜化方式是         。
（4）用氫鍵表示式寫出Z的氫化物水溶液中存在的氫鍵           　                     。

Answer 1

（共13分）        
（1）(2分)在加熱條件下，低能級電子躍遷到高能級，不穩定，電子由高能級躍遷回低能級，能量以光波形式釋放，使火焰呈現特殊顏色（2分，提到“電子躍遷”即可得分）
(2)3d⁵4s¹   (2分)   
（3）直線型    sp（每空2分）
（4）F—H…F   F—H…O  O—H…F  O—H…O（3分，寫對1個就得1分）

試題分析：根據題中信息得，X、Y、Z的氫化物中都含有氫鍵，故X為N元素；Y為O元素；Z為F元素。N原子外圍未成對電子數是同周期中最多的，N為二十四號元素鉻(Cr)。六對，d五對，s一對。根據W元素的電離能數據可以出，第一電離能遠大于第二電離能，W原子最外層為1個電子，W為Na元素。
（1）W₂Y₂是Na₂O₂，電子式為。。灼燒Na₂O₂時，火焰呈黃色，發生的是焰色反應，原理是在加熱條件下，低能級電子躍遷到高能級，不穩定，電子由高能級躍遷回低能級，能量以光波形式釋放，使火焰呈現特殊顏色。
（2）N元素是Cr元素，其基態原子的外圍電子排布式是d⁵4s¹。
（3）X₃^-為N₃^-，空間構型是直線型，中心原子的雜化方式是sp。
（4）Z的氫化物為HF，其氫鍵的表示式是F—H…F   F—H…O  O—H…F  O—H…O。
點評：題目綜合性較大，涉及位置結構性質的相互關系應用、元素電離能和電負性的含義及應用、氫鍵、原子軌道雜化方式及雜化類型判斷、電子式、電子躍遷等，難度中等，是物質結構的綜合性題目，是對學生綜合能力的考查，氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高是推斷的突破口。