Question

4．已知X、Y、Z、W、K五種元素均位于周期表的前四周期，且原子序數(shù)依次增大．元素X是周期表中原子半徑最小的元素；Y的基態(tài)原子中電子占據(jù)了三種能量不同的原子軌道，且這三種軌道中的電子數(shù)相同；W位于第2周期，其原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍；K位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與X的相同．
請回答下列問題：（答題時，X、Y、Z、W、K用所對應的元素符號表示）
（1）K的外圍電子軌道表示式是3d¹⁰4s¹
（2）Y、Z元素的某種氫化物的分子中均含有18個電子，則該Y、Z的氫化物的沸點相差較大的主要原因是氮的氫化物（N₂H₄）分子間存在氫鍵．
（3）若X、Y、W形成的某化合物（相對分子質(zhì)量為46）呈酸性，則該分子中σ鍵與π鍵比值4：1
（4）Z、K兩元素形成的某化合物的晶胞結構如圖所示，則該化合物的化學式是Cu₃N，Z原子的配位數(shù)是6．

Answer 1

分析 元素X是周期表中原子半徑最小的元素，所以X是H元素；Y元素基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子數(shù)相同，電子排布為：1s²2s²2p²，所以Y為C元素；W位于第2周期，其基態(tài)原子核外成對電子數(shù)是成單電子數(shù)的3倍，電子排布為：1s²2s²2p⁴，所以W為O元素；K位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與X的相同即為1，且K位于周期表的前四周期，所K為銅元素；Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，Y是碳、W是氧，所以Z為N元素，據(jù)此進行答題．

解答 解：元素X是周期表中原子半徑最小的元素，所以X是H元素；Y元素基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子數(shù)相同，電子排布為：1s²2s²2p²，所以Y為C元素；W位于第2周期，其基態(tài)原子核外成對電子數(shù)是成單電子數(shù)的3倍，電子排布為：1s²2s²2p⁴，所以W為O元素；K位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與X的相同即為1，且K位于周期表的前四周期，所K為Cu元素；Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，Y是碳、W是氧，所以Z為N元素，
（1）K為銅元素，為29號元素，銅的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，其外圍電子排布式為：3d¹⁰4s¹，
故答案為：3d¹⁰4s¹；
（2）Y、Z元素的氫化物含有18個電子的分子為C₂H₆和N₂H₄，在這兩種物質(zhì)中N₂H₄分子間存在氫鍵，而C₂H₆分子間沒有氫鍵，所以它們的沸點相差較大，
故答案為：氮的氫化物（N₂H₄）分子間存在氫鍵；
（3）X、Y、W分別為H、C、O，H、C、O形成的某有機化合物（相對分子質(zhì)量為46）呈酸性，其化學式為HCOOH，在HCOOH中除了含有一個C-O鍵、一個C=O鍵和一個C-H鍵外還有一個O-H鍵，所以σ鍵數(shù)為4，甲酸中只有碳碳雙鍵分子中含有1個π鍵，則該分子中σ鍵與π鍵比值=4：1，
故答案為：4：1；
（4）根據(jù)晶胞結構圖可知，晶胞中含有實心球數(shù)為12×$\frac{1}{4}$=3，空心球數(shù)為8×$\frac{1}{8}$=1，原子個數(shù)比為3：1，結合銅元素和氮元素的化合價可知實心球為銅，空心球為氮，化學式為：Cu₃N，根據(jù)晶胞的結構可知，每個氮原子周圍有6個銅原子與之相連，所以氮原子的配位數(shù)為6，
故答案為：Cu₃N；6．

點評 本題考查位置結構與性質(zhì)的關系，題目難度中等，元素的推斷是解答本題的關鍵，試題側重對第一電離能、化學鍵、晶胞結構等高考�？疾辄c的考查．