Question

四種元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它們的核電荷數依次增加，且核電荷數之和為51；Y原子的L層p軌道中有2個電子；Z原子與Y原子的價層電子數相同；W原子的L層電子數與最外層電子數之比為4：1，其d軌道中的電子數與最外層電子數之比為5：1。
（1）Y、Z可分別與X形成只含一個中心原子的共價化合物a、b，它們的分子式分別是_____、_______；雜化軌道分別是________、_________；a分子的立體結構是____________；
（2）Y的最高價氧化物和Z的最高價氧化物的晶體類型分別是_______晶體、_______晶體；
（3）X的氧化物與Y的氫化物中，分子極性較小的是(填分子式)       ；
（4）Y與Z比較，電負性較大的是____________；
（5）W的元素符號是  ，其+2價離子的核外電子排布式是           。

Answer 1

（1）CH₄、     SiH₄；    sp³、    sp³；  正四面體 （2）分子和原子
（3）CH₄    （4）Y  （5）Zn     1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰

試題分析：Y原子的L層p軌道中有2個電子，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p²，為6號元素碳；Z與Y原子的價電子數相同：最外層為四個電子且均位于元素周期表的前四周期，為14號元素硅；W原子的L層電子數與最外層電子數之比為4：1，其d軌道中的電子數與最外層電子數之比為5：1，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，為30號鋅元素；電荷數之和為51，X為51－30－6－14＝1，1號元素氫。
（1）C與Si可分別與H形成只含一個中心原子的共價化合物CH₄、SiH₄，甲烷、硅烷分子中都分別含有4個σ鍵不含孤電子對，所以都是采取sp³雜化，甲烷分子是正四面體構型。
（2）C、Si形成的最高價氧化物中，CO₂是分子晶體，二氧化硅是原子晶體。
（3）氧元素的非金屬強于碳元素的，所以X的氧化物與Y的氫化物中，分子極性較小的是CH₄。
（4）碳和硅是同一主族元素，同一主族元素中元素的電負性隨著原子序數的增大而減小，所以電負性較大的是Y。
（4）通過以上分析知，W是Zn元素，鋅原子失去最外層2個電子變成+2價陽離子，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的應試能力和邏輯推理能力。本題以元素的推斷為載體考查了核外電子排布式的書寫、分子中原子雜化方式的判斷等知識點，正確推斷元素是解本題的關鍵，注意原子最外層電子能量不一定最大，但失電子時首先失去最外層電子，為易錯點。