Question

【題目】X、Y、Z、W、Q為原子序數依次增大的前四周期元素，X的核外有2個未成對電子，與題述其他元素均能形成二元化合物；Y是地殼中含量最多的金屬元素；Z的第一電離能比同周期相鄰兩種元素的都大；W的外層電子數是最內層電子數的9倍；Q的某種核素的質量數為56，中子數為30。據此回答下列問題：

（1）Q的基態原子的價電子排布式為______________。

（2）題述元素中，電負性最大的是______________（填元素符號），第一電離能介于Y和Z之間的同周期元素有______________（填元素符號）。

（3）Y和W的氯化物中熔點較高的是________（填化學式），原因是_____；與Z的低價氯化物互為等電子體的離子是_______（填一種即可）。

（4）咖啡因對中樞神經有興奮作用，其結構簡式如圖所示。常溫下，咖啡因在水中的溶解度很小，加適量水楊酸鈉[C6H4（OH）（COONa）]可使其溶解度增大，其原因可能是_________。

Answer 1

【答案】3d64s2 O Mg、Si、S CaCl2 CaCl2屬于離子晶體，鈣離子和氯離子之間離子鍵作用力強，熔點高，AlCl3屬于分子晶體，分子間作用力弱，熔點低 （或等） 水楊酸鈉易溶于水，咖啡因與水楊酸鈉形成了氫鍵

【解析】

根據題中所給信息，X、Y、Z、W、Q為原子序數依次增大的前四周期元素， Y是地殼中含量最多的金屬元素，則Y是Al元素，Z的第一電離能比同周期相鄰兩種元素的都大，則Z是P元素，W的外層電子數是最內層電子數的9倍，則W是Ca元素，Q的某種核素的質量數為56，中子數為30，根據質量數=質子數+中子數，Q的質子數為26，又原子序數=質子數，則Q為26號元素Fe，因為X的核外有2個未成對電子，與題述其他元素均能形成二元化合物，則X為O元素，據此分析解答。

(1)Fe的基態原子核外有26個電子，其價電子排布式為3d64s2，故答案為：3d64s2；

(2)在這些元素中，電負性：O＞P＞Ca＞Al＞Fe，電負性最大的是O元素，根據同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，以及ⅡA族的3s2全滿狀態和VA族3s23p3半滿狀態的穩定性，可知第一電離能介于Al和P之間的同周期元素有Mg、Si和S，故答案為：O；Mg、Si、S；

(3)Y和W的氯化物分別為AlCl3和CaCl2，由于CaCl2是離子晶體，Ca2+和Cl-之間的離子鍵作用力強，所以CaCl2的熔點高，而AlCl3是分子晶體，分子間作用力小，所以熔點低；Z的低價氯化物為PCl3，原子數和價電子數分別都相等的互為等電子體，與它互為等電子體的離子為、等，故答案為：CaCl2；CaCl2屬于離子晶體，鈣離子和氯離子之間離子鍵作用力強，熔點高，AlCl3屬于分子晶體，分子間作用力弱，熔點低；（或等）；

(4)水楊酸鈉易溶于水，且其分子中有羥基，而咖啡因分子中有N、O兩種電負性很強的元素，所以這兩種分子之間可以形成氫鍵，使咖啡因溶解度增大，故答案為：水楊酸鈉易溶于水，咖啡因與水楊酸鈉形成了氫鍵。