Question

四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为51；Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z与Y原子的价层电子数相同；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1．（用元素符号或分子式填空）
①W的元素符号是

 

，价电子排布是

 

在元素周期表中的位置

 

②Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分子式分别是

 

，它们的杂化轨道分别是

 

 Y和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是

 

晶体和、

 

晶体．
③比较Y和Z分别与X形成最简单化合物的稳定性

 

＞

 

，其原因是

 

比较它们的熔点沸点的高低

 

＞

 

．其原因是

 

．

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：Y原子的L层p轨道中有2个电子，所以其核外电子排布式为1s²2s²2p²，为6号元素C；Z与Y原子的价电子数相同，最外层为四个电子且均位于元素周期表的前四周期，为14号元素Si；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，所以其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，为30号Zn元素；核电荷数之和为51，51-30-6-14=1，则X的核电荷数是1，则X为H元素，据此结合元素及其化合物的性质分析．

解答： 解：Y原子的L层p轨道中有2个电子，所以其核外电子排布式为1s²2s²2p²，为6号元素C；Z与Y原子的价电子数相同，最外层为四个电子且均位于元素周期表的前四周期，为14号元素Si；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，所以其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，为30号Zn元素；核电荷数之和为51，51-30-6-14=1，则X的核电荷数是1，则X为H元素，
①通过以上分析知，W是Zn元素，其价电子排布为：4s²，位于周期表中第四周期、ⅡB族，
故答案为：Zn；4s²；第四周期、ⅡB族；
②C与Si可分别与H形成只含一个中心原子的共价化合物CH₄、SiH₄，所以a是CH₄，b为SiH₄，甲烷、硅烷分子中C、Si原子都形成4个σ键不含孤电子对，所以C、Si原子都是采取sp³杂化；
Y元素最高价氧化物为二氧化碳，晶体类型为分子晶体，Z的最高价氧化物是二氧化硅，二氧化硅是原子晶体，
故答案为：CH₄；SiH₄；sp³；sp³；分子；原子；
③Y为C元素、Z为Si元素、X为H元素，非金属性越强，对应气态氢化物的稳定性越强，由于非金属性：C＞Si，则稳定性：CH₄＞SiH₄；
甲烷和硅烷的结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，则熔沸点越高，由于相对分子质量：SiH₄＞CH₄，则则熔沸点大小为：SiH₄＞CH₄，
故答案为：CH₄；SiH₄；非金属性：C＞Si；SiH₄；CH₄；相对分子质量：SiH₄＞CH₄．

点评：本题以元素的推断为载体考查了核外电子排布式的书写、分子中原子杂化方式的判断、分子的极性、电负性等知识点，题目难度中等，正确推断元素是解本题的关键．