Question

X、Y、Z、W、N為前四周期五種元素,分別位于周期表中三個(gè)緊鄰的周期，且原子序數(shù)逐漸增大，X、Y、Z的氫化物都比同族元素氫化物的沸點(diǎn)高。N原子外圍未成對(duì)電子數(shù)是同周期中最多的。W元素的電離能數(shù)據(jù)見下表(kJ·mol^－1)：

I1	I2	I3	I4	…
496	4562	6912	9540	…

請(qǐng)回答：
（1）W₂Y₂含有的電子式為                           。灼燒W₂Y₂時(shí)，火焰呈特殊顏色，請(qǐng)從原理上解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：                   。
（2）N元素基態(tài)原子的外圍電子排布式是：                  。
（3）X₃^-的空間構(gòu)型是               ，中心原子的雜化方式是         。
（4）用氫鍵表示式寫出Z的氫化物水溶液中存在的氫鍵           　                     。

Answer 1

（共13分）        
（1）(2分)在加熱條件下，低能級(jí)電子躍遷到高能級(jí)，不穩(wěn)定，電子由高能級(jí)躍遷回低能級(jí)，能量以光波形式釋放，使火焰呈現(xiàn)特殊顏色（2分，提到“電子躍遷”即可得分）
(2)3d⁵4s¹   (2分)   
（3）直線型    sp（每空2分）
（4）F—H…F   F—H…O  O—H…F  O—H…O（3分，寫對(duì)1個(gè)就得1分）

試題分析：根據(jù)題中信息得，X、Y、Z的氫化物中都含有氫鍵，故X為N元素；Y為O元素；Z為F元素。N原子外圍未成對(duì)電子數(shù)是同周期中最多的，N為二十四號(hào)元素鉻(Cr)。六對(duì)，d五對(duì)，s一對(duì)。根據(jù)W元素的電離能數(shù)據(jù)可以出，第一電離能遠(yuǎn)大于第二電離能，W原子最外層為1個(gè)電子，W為Na元素。
（1）W₂Y₂是Na₂O₂，電子式為。。灼燒Na₂O₂時(shí)，火焰呈黃色，發(fā)生的是焰色反應(yīng)，原理是在加熱條件下，低能級(jí)電子躍遷到高能級(jí)，不穩(wěn)定，電子由高能級(jí)躍遷回低能級(jí)，能量以光波形式釋放，使火焰呈現(xiàn)特殊顏色。
（2）N元素是Cr元素，其基態(tài)原子的外圍電子排布式是d⁵4s¹。
（3）X₃^-為N₃^-，空間構(gòu)型是直線型，中心原子的雜化方式是sp。
（4）Z的氫化物為HF，其氫鍵的表示式是F—H…F   F—H…O  O—H…F  O—H…O。
點(diǎn)評(píng)：題目綜合性較大，涉及位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用、元素電離能和電負(fù)性的含義及應(yīng)用、氫鍵、原子軌道雜化方式及雜化類型判斷、電子式、電子躍遷等，難度中等，是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的綜合性題目，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，氫化物的沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高是推斷的突破口。