Question

【題目】X、Y、Z、U、W是原子序數依次增大的前四周期元素。其中Y的原子核外有7種運動狀態不同的電子；X、Z中未成對電子數均為2；U是第三周期元索形成的簡單離子中半徑最小的元素；W的內層電子全充滿，最外層只有1個電子。請回答下列問題：

（1）X、Y、Z的第一電離能從大到小的順序是_____________ (用元素符號表示，下同)。

（2）寫出W的價電子排布式__________________________，W同周期的元素中，與W原子最外層電子數相等的元素還有_____________。

（3）X、Y、Z的簡單氫化物的鍵角從大到小的順序是__________________________(用化學式表示)，原因是__________________________。

（4）由元素Y與U元素組成的化合物A，晶胞結構如圖所示（黑球表示Y原子，白球表示U原子），請寫出化合物A的化學式_____________，該物質硬度大，推測該物質為_____________晶體。其中Y元素的雜化方式是_____________。

Answer 1

【答案】 N>O>C 3d104s1 K、Cr CH4>NH3>H2O 3種氫化物的中心原子價層電子對數均為4，均為正四面體結構，但中心原子的孤電子對數依次增加，導致鍵角變小 AlN 原子 sp3

【解析】X、Y、Z、U、W是原子序數依次增大的前四周期元素。其中Y的原子核外有7種運動狀態不同的電子，則Y為N元素（在多電子的原子中，任何一個電子的運動狀態都與其他電子不同）；X、Z中未成對電子數均為2，則X、Z分別為C元素和O元素；U是第三周期元索形成的簡單離子中半徑最小的元素，則U為Al元素；W的內層電子全充滿，最外層只有1個電子，則W為Cu元素。

（1）X、Y、Z的第一電離能從大到小的順序是N>O>C。

（2）Cu的價電子排布式為3d104s1，W同周期的元素中，與W原子最外層電子數相等的元素還有K和Cr 。

（3）X、Y、Z的簡單氫化物的鍵角從大到小的順序是CH4>NH3>H2O，原因是3種氫化物的中心原子價層電子對數均為4，其價層電子對互斥模型都是正四面體結構，但中心原子的孤電子對數依次增加，導致鍵角變小。

（4）由元素N與Al元素組成的化合物AlN的晶胞結構示意圖可知，該晶胞中N原子和Al原子都有4個，所以化合物A的化學式為AlN。該物質硬度大，推測該物質為原子晶體。因為每個N原子形成4個σ鍵，根據價層電子對互斥理論可以判斷出N原子的雜化方式是sp3雜化。