Question

（1）有四種短周期元素的部分性質(zhì)如下（氣體密度已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）：

元素	W	X	Y	Z
原子半徑	186pm	75pm	66pm	77pm
核外電子	有4種能級(jí)不同的電子	最外層有5種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子	核外電子占有5個(gè)軌道	有2個(gè)未成對(duì)電子
單質(zhì)部分性質(zhì)	密度：0.97g?cm-3 熔點(diǎn)：97.8℃ 能導(dǎo)電	沸點(diǎn)：-196.0℃不能導(dǎo)電	密度：1.43g?L-1 沸點(diǎn)：-183.0℃ 不能導(dǎo)電	熔點(diǎn)：3550℃ 能導(dǎo)電

則W、X、Y、Z四種元素的第一電離能由大到小的順序是：

 

（用元素符號(hào)表示）．
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽(yáng)能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途．富勒烯（C₆₀）的結(jié)構(gòu)如圖2，1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目為

 

．
（3）根據(jù)等電子體原理，寫出一種與SO₃互為等電子體的分子的分子式

 

．
（4）某配合物的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示，則C原子的雜化方式為

 

；基態(tài)Ni原子的電子排布式

 

．
（5）乙酸熔沸點(diǎn)較高，是由于存在以分子間氫鍵締合的二聚體（含一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)），請(qǐng)畫出這二聚體的結(jié)構(gòu)：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,“等電子原理”的應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）W、X、Y、Z為短周期元素，W原子有4種能級(jí)不同的電子，應(yīng)為1s²2s²2p⁶3s¹或1s²2s²2p⁶3s²，能導(dǎo)電，密度小于水，沸點(diǎn)較低，W應(yīng)為鈉元素；
Y原子核外電子占有5個(gè)軌道，應(yīng)為1s²2s²2pⁿ，3≤n≤6，單質(zhì)沸點(diǎn)：-183.0℃，為氣體，密度為1.43g?L^-1，單質(zhì)摩爾質(zhì)量為1.43g?L^-1×22.4L/mol=32，故Y為氧元素；
X最外層有5種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，處于ⅤA族，原子半徑大于氧元素，故X為氮元素；
Z原子有2個(gè)未成對(duì)電子，原子半徑小于氯元素，Z應(yīng)處于第二周期，外圍電子排布為2s²2p²或2s²2p⁴，單質(zhì)熔點(diǎn)：3550℃，能導(dǎo)電，則Z為碳元素；
同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，金屬性越強(qiáng)第一電離能越小；
（2）利用均攤法計(jì)算每個(gè)碳原子含有幾個(gè)σ鍵，從而計(jì)算1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目；
（3）具有相同原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)的微�；シQ為等電子體；
（4）由圖2可知，結(jié)構(gòu)中含有兩種C原子，位于甲基上、C=N中C原子，根據(jù)結(jié)構(gòu)確定σ鍵，進(jìn)而確定雜化軌道數(shù)目，確定雜化方式；根據(jù)能量最低原理書寫電子排布式；
（5）在二個(gè)乙酸分子間中，羧基上的氫原子與另一個(gè)乙酸分子中碳氧雙鍵上氧原子形成氫鍵．

解答： 解：（1）W應(yīng)為鈉元素；Y為氧元素；X為氮元素；Z為碳元素；同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，金屬性越強(qiáng)第一電離能越小，故第一電離能：N＞O＞C＞Na；
故答案為：N＞O＞C＞Na；
（2）每個(gè)碳原子含有的σ鍵個(gè)數(shù)為3×

1

2

，所以1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目=

3

2

N_A=90N_A；
故答案為：90N_A；
（3）與SO₃的原子數(shù)為4，價(jià)電子數(shù)為24，與與SO₃互為等電子體的分子的分子式BF₃；
故答案為：BF₃；
（4）由圖2可知，結(jié)構(gòu)中含有兩種C原子，位于甲基上、C=N中C原子，甲基中C原子成3個(gè)C-H、1個(gè)C-C，故雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，C=N中C原子成2個(gè)C-C、1個(gè)C=N，雜化軌道數(shù)目為3，采取sp²雜化；Ni的原子序數(shù)為28，電子排布式為[Ar]3d⁸4s²，
故答案為：sp²、sp³；[Ar]3d⁸4s²．
（5）二個(gè)乙酸分子間中，羧基上的氫原子與另一個(gè)乙酸分子中碳氧雙鍵上氧原子形成氫鍵，所以其氫鍵表示為，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及氫鍵、第一電離能、化學(xué)鍵、原子雜化、電子排布式的書寫等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是氫鍵的書寫，明確哪些元素的原子能形成氫鍵，難度中等．