Question

X、Y、Z、W、N为前四周期五种元素，分别位于周期表中三个紧邻的周期，且原子序数逐渐增大，X、Y、Z的氢化物都比同族元素氢化物的沸点高．N原子外围未成对电子数是同周期中最多的．W元素的电离能数据见下表（kJ?mol^-1）：

I1	I2	I3	I4	…
496	4562	6912	9540	…

请回答：
（1）W₂Y₂含有的电子式为

 

．灼烧W₂Y₂时，火焰呈特殊颜色，请从原理上解释产生该现象的原因：

 

．
（2）N元素基态原子的外围电子排布式是：

 

．
（3）X₃^-的空间构型是

 

，中心原子的杂化方式是

 

．
（4）用氢键表示式写出Z的氢化物水溶液中存在的氢键

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：X、Y、Z、W、N为前四周期五种元素，且原子序数逐渐增大，X、Y、Z的氢化物都比同族元素氢化物的沸点高，则X为N、Y为O、Z为F；五元素分别位于周期表中三个紧邻的周期，则W处于第三周期，N处于第四周期，W的第二电离能剧增，说明W最外层电子数为1，故W为Na；N原子外围未成对电子数是同周期中最多的，则其外围电子排布为3d⁵4s¹，故N为Cr，据此解答．

解答： 解：X、Y、Z、W、N为前四周期五种元素，且原子序数逐渐增大，X、Y、Z的氢化物都比同族元素氢化物的沸点高，则X为N、Y为O、Z为F；五元素分别位于周期表中三个紧邻的周期，则W处于第三周期，N处于第四周期，W的第二电离能剧增，说明W最外层电子数为1，故W为Na；N原子外围未成对电子数是同周期中最多的，则其外围电子排布为3d⁵4s¹，故N为Cr，
（1）Na₂O₂含有的电子式为，灼烧Na₂O₂时，火焰呈特殊颜色，产生该现象的原因：在加热条件下，低能级电子跃迁到高能级，不稳定，电子由高能级跃迁回低能级，能量以光波形式释放，使火焰呈现特殊颜色，
故答案为：；在加热条件下，低能级电子跃迁到高能级，不稳定，电子由高能级跃迁回低能级，能量以光波形式释放，使火焰呈现特殊颜色；
（2）N处于第四周期，原子外围未成对电子数是同周期中最多的，则其外围电子排布为3d⁵4s¹，故答案为：3d⁵4s¹；
（3）N₃^-中心N原子孤电子对数=

5+1-3×2

2

=0，价层电子对数=2+0=2，故其空间构型是直线型，中心N原子的杂化方式是sp杂化，故答案为：直线型；sp；
（4）HF水溶液中HF分子之间、水分子之间、HF与水分子之间都存在氢键，可能存在的氢键为，
故答案为：．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及电离能、核外电子排布、电子式、分子结构、杂化轨道、氢键等，侧重对物质结构主干知识的考查，难度不大，注意理解电离能与原子结构、化合价的关系．