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

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  • 解题思路: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号元素碳;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号元素硅;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号锌元素;电荷数之和为51,51-30-6-14=1,则X的原子序数是1,1号元素氢.

    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号元素碳;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号元素硅;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号锌元素;电荷数之和为51,51-30-6-14=1,则X的原子序数是1,1号元素氢.

    (1)C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,硅烷的结构式为:

    ,甲烷、硅烷分子中都分别含有4个σ键不含孤电子对,所以都是采取sp3杂化,甲烷分子是正四面体构型,

    故答案为:CH4

    ;sp3,sp3;正四面体;

    (2)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,二氧化碳是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,故答案为:分子和原子;

    (3)X的氧化物是水,Y的氧化物是二氧化碳,水是极性分子,二氧化碳是非极性分子,所以分子极性较小的是CO2,故答案为:CO2

    (4)碳和硅是同一主族元素,同一主族元素中元素的电负性随着原子序数的增大而减小,所以电负性较大的是C,

    故答案为:C;

    (5)通过以上分析知,W是Zn元素,锌原子失去最外层2个电子变成+2价阳离子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,故答案为:Zn;1s22s22p63s23p63d10

    点评:

    本题考点: 位置结构性质的相互关系应用.

    考点点评: 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等知识点,正确推断元素是解本题的关键,注意原子最外层电子能量不一定最大,但失电子时首先失去最外层电子,为易错点.