Question

【化學——選修3：物質結構與性質】（15分）X、Y、Z、V、W為五種前四周期元素，其中X是短周期（除稀有氣體外）原子半徑最大的元素；Y與X同周期，其最高價氧化物的水化物呈兩性；Z原子基態時2p原子軌道上有3個未成對的電子；V原子的核外電子排布式為ls²2s²2p⁶3s²；W的原子序數為29，W的離子能與乙二胺（H₂N—CH₂一CH₂一NH₂）形成配離子：

回答下列問題：
（1）W原子的核外電子排布式為                          ，該配離子中含有的化學鍵類型有                     。（填字母）
a．配位鍵    b．極性鍵    c．離子鍵  d．非極性鍵
（2）元素X、Y、V第一電離能由大到小的順序是          （用元素符號表示）。
（3）Z的氫化物的空間構型是                 ；該氫化物的沸點比甲烷的高，其主要原因是                ；Z的另一種氫化物Z₂H₄分子中Z原子軌道的雜化類型是          。

（4）X和Cl元素構成的化合物XCl，XCl的晶胞結構如右圖所示，晶體中X⁺的配位數是   ；每個X⁺周圍與其緊鄰的Cl^-圍成的幾何圖形為               。

Answer 1

（1）［Ar］3d¹⁰4s¹（或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹）（2分）；abd（2分）
（2）Mg>Al>Na（2分）
（3）三角錐形（2分）；氨分子間存在氫鍵（2分）；sp³（2分）。
（4）6（1分）；正八面體（2分）

本題考查元素推斷及物質結構的有關知識。由“X是短周期（除稀有氣體外）原子半徑最大的元素”可確定X是鈉；“Y與X同周期，其最高價氧化物的水化物呈兩性” 可確定Y是Al；由“Z原子基態時2p原子軌道上有3個未成對的電子”可確定Z是N；由“V原子的核外電子排布式為ls²2s²2p⁶3s²”可確定V是Mg；由“W的原子序數為29”可確定W是Cu。
（1）W原子的核外電子排布式為［Ar］3d¹⁰4s¹（或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹），該配離子中含有的化學鍵類型有配位鍵(Cu、N之間)、極性鍵(N、H與C、H之間)、非極性鍵(C、C之間)，故選abd。（2）由于Mg存在3p全空特例，Mg的第一電離能比相鄰元素都高，同周期，隨原子序數增大，元素原子的第一電離能有增大的趨勢，故Na、Mg、Al第一電離能由大到小的順序是Mg>Al>Na。（3）NH₃中N采用sp³雜化，與H結合形成三角錐形，由于N半徑小，電負性大，分子間可形成氫鍵，使NH₃的沸點比CH₄高，N的另一種氫化物N₂H₄分子中N原子軌道的雜化類型也是sp³雜化，分別N、H形成共價鍵。（4）從NaCl   的晶體結構可以看出，晶體中Na⁺的配位數是6（前后左右上下各一個Cl^-）。每個Na⁺周圍與其緊鄰的Cl^-圍成的幾何圖形為正八面體（）。