Question

现有前四周期T、X、Y、Z、W、M六种元素，已知W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小，其中W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍．M原子的M能层上有4个未成对电子。请完成下列问题：

（1）写出W、Z、X、T四种元素第一电离能由大到小的顺序(用元素符号表示)________。

（2）M原子的基态电子排布式为________。

（3）根据VESPR理论，推断出由W与X两元素组成的最简单二价阴离子的空间构型为________，W原子的杂化类型为________。

（4）Y与T、X、Z、W所形成的最简单化合物的沸点由高到低顺序为(用化学式表示)：________。

（5）WX₂晶体的晶胞中最近的两微粒之间的距离(设晶胞棱长为a)是________。

（6）某蓝色晶体，其特征是M²⁺、M³⁺离子分别占据立方体互不相邻的顶点，而立方体的每条棱上均有一个WZ^-。第三周期与冷水可以反应的金属元素R的离子位于立方体的恰当位置上。

①根据特征可知该晶体的化学式(用最简整数表示)为：________。

②该立方体________(填“是”或“否”)属于该物质的晶胞，R的离子在晶体中的位置是________。

Answer

（1）F＞N＞O＞C；（2）1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；（3）平面三角形；sp2杂化；

（4）H2O＞HF＞NH3＞CH4（5）a（6）①NaFe2(CN)6；②否；Na+位于每间隔一个立方体的体心

【解析】

试题分析：W的s能级上电子总数等于p能级上电子总数的2倍，则电子排布式为：1s22s22p2，故W为C；W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小，则该5种非金属元素处于相同周期，故Z为N、X为O、T为F、Y为H；M原子的M能层上有4个未成对电子，则电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，则M为Fe。

（1）C、N、O、F四种元素第一电离，非金属性越强，其第一电离能越大，但是由于N元素的p轨道处于半充满状态，故N的第一电离能大于O，故第一电离能由大到小的顺序为：F＞N＞O＞C，故答案为：F＞N＞O＞C；

（2）M为Fe元素，其原子序数为26，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；

（3）W为C、X为O元素，W与X两元素组成的最简单二价阴离子为CO32-，CO32-的中C原子价层电子对数=3+(4+2−2×3)=3，所以C原子采取sp2杂化，C原子没有最外层不存在未成键电子对，所以CO32-的空间构型为平面三角形，故答案为：平面三角形；sp2杂化；

（4）Y与T、X、Z、W所形成的最简单化合物分别为HF、H2O、NH3、CH4，由于HF、H2O、NH3中存在氢键，所以CH4的沸点最低；常温下水为气态，氟化氢和氨气为气态，则水的沸点最高；标况下氟化氢为液态，氨气为气态，则HF的沸点大于氨气，所以四种气体的沸点大小为：H2O＞HF＞NH3＞CH4，故答案为：H2O＞HF＞NH3＞CH4；

（5）WX2为CO2，晶胞为，其中最近的两微粒之间的距离为晶胞棱长的，故答案为：a；

（6）①第三周期与冷水可以反应的金属元素R为Na元素，Fe2+、Fe3+离子分别占据立方体互不相邻的顶点，总数目为8×=1，分别为个，CN-的数目为12×=3，根据正负化合价的代数和为0，钠离子的数目为个，因此化学式为NaFe2(CN)6，故答案为：NaFe2(CN)6；

②根据上述分析，该立方体中只含有个钠离子，不是晶体中最小的结构单元，不是晶胞，在该物质的晶胞中，Na+位于每间隔一个立方体的体心，故答案为：否；Na+位于每间隔一个立方体的体心。

【考点定位】考查位置结构性质的相互关系应用

【名师点晴】本题考查了位置、结构与性质关系的综合应用，推断各元素为解答关键，注意掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的关系，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力。1～20号元素的特殊的电子层结构可归纳为：（1）最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K；（2）最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar；（3）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；（4）最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O；（5）最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P；（6）最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne；（7）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si；（8）次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg；(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素Be、S；(10)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。