Question

Q、X、Y、Z、W 五种元素的原子序数依次递增，W 为第四周期元素，其余均为短周期主族元素，已知:

①Q原子的最外层电子数是次外层电子数的2 倍

②Y、Z同主族，Y原子价电子排布图为；

③W元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子。

请回答下列问题:

（1）基态Q 原子中，电子运动状态有_____种，电子占据的最高能级符号为_____，该能级含有的轨道数为________。

（2）W的元素符号为_____，其基态原子的电子排布式为________。

（3）具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为“等电子原理”，五种元素中电负性最强的非金属元素形成的一种单质A 与Y.Z 形成的化合物B 是等电子体物质，A、B分子式分别为______、_______。

（4）Q、X、Y三种元素的第一电离能数值最大的是_____(用元素符号作答)，原因是______。

Answer

6 2p 3 Cu [Ar]3d104s1 O3 SO2 N 非金属性越强，第一电离能越大，但由于N原子2p轨道电子半充满为稳定结构，比O原子更难失去电子，N原子的第一电离能最大

【解析】Q原子的最外层电子数是次外层电子数的2 倍，则Q为C。Y原子价电子排布图为，说明Y为O，则Z为S。W元素基态原子的M层全充满，则说明其前三个电子层都是排满的结构，即为1s22s22p63s23p63d10；N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则为4s1，所以W的基态排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，因此W为Cu。又因为C和O之间只有N元素，所以X为N元素。

（1）因为一个原子中不可能存在运动状态相同的电子，所以基态Q （C）原子中，有6个电子，就有6种运动状态。这些电子中占据的最高能级符号为2p，p能级应该有3个轨道。

（2）Cu的基态排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1或写为[Ar]3d104s1。

（3）五种元素（C、N、O、S、Cu）中电负性最强的非金属元素应该是O（同周期从左向右电负性增强，同主族从上向下电负性减弱），则A为O2或O3。Y、Z形成的化合物为SO2或SO3，形成等电子体的前提是具有相同原子数，所以只能是O3和SO2。

（4）Q、X、Y三种元素（C、N、O）的价电子排布为：2s22p2、2s22p3、2s22p4，因为p3是p的半满稳定结构，所以第一电离能数值最大的是N。