Question

已知：核電荷數小于18的三種元素X、Y、Z；X原子最外能層的p能級中有一個軌道填充了2個電子，Y原子的最外層中p能級的電子數等于前一能層電子總數，且X和Y具有相同的電子層；Z與X在周期表中位于同一主族．回答下列問題：
（1）X的價電子排布式為

 

，Y的軌道表示式為

 

．
（2）ZX₂的分子構型為

 

，YX₂的電子式為

 

．
（3）Y與Z形成的化合物中化學鍵是

 

鍵（填“極性”或“非極性”，下同），該分子屬于

 

分子．
（4）X的最簡單氫化物中鍵角為

 

，Y的最簡單氫化物中中心原子是

 

雜化．

Answer 1

分析：核電荷數小于18的三種元素X、Y、Z，X原子最外能層的p能級中有一個軌道填充了2個電子，則X位于最外層電子排布式為ns²np⁴，為第VIA族元素；
Y原子的最外層中p能級的電子數等于前一能層電子總數，p能級最多排列6個電子，則Y次外層為K層，Y原子最外層p能級上電子數是2，Y原子含有6個電子，為C元素，且X和Y具有相同的電子層，即二者為同一周期元素，所以X是O元素，Z與X在周期表中位于同一主族，且X和Z原子序數都小于18，所以Z為S元素，結合元素、物質的結構來分析解答．

解答：解：核電荷數小于18的三種元素X、Y、Z，X原子最外能層的p能級中有一個軌道填充了2個電子，則X位于最外層電子排布式為ns²np⁴，為第VIA族元素；
Y原子的最外層中p能級的電子數等于前一能層電子總數，p能級最多排列6個電子，則Y次外層為K層，Y原子最外層p能級上電子數是2，Y原子含有6個電子，為C元素，且X和Y具有相同的電子層，即二者為同一周期元素，所以X是O元素，Z與X在周期表中位于同一主族，且X和Z原子序數都小于18，所以Z為S元素，
（1）X是O元素，其最外層有6個電子，主族元素的最外層電子就是其價電子，所以X價電子排布式為2s²2p⁴，
Y是C原子，根據構造原理知，其核外電子排布式為：1s²2s²2p²，所以其軌道表示式為，
故答案為：1s²2s²2p²；；
（2）SO₂的分子中價層電子對個數是2+

1

2

（6-2×2）=3，且含有一個孤電子對，所以其空間構型為V型，CO₂為共價化合物，其電子式為，故答案為：V型；；
（3）C與S形成的化合物是二硫化碳，二硫化碳中碳原子和硫原子之間存在極性鍵，但二硫化碳分子中正負電荷重心重合，為非極性分子，故答案為：極性；非極性；
（4）O的最簡單氫化物是水，水分子是V形結構，水分子中中鍵角為104.5°，C的最簡單氫化物是甲烷，甲烷分子中碳原子含有4個共價單鍵，且不含孤電子對，所以碳原子為sp³雜化，
故答案為：104.5°；sp³．

點評：本題考查了元素位置、結構和性質相互關系的應用，涉及雜化方式的判斷、電子式的書寫、分子空間構型的判斷等知識點，根據電子排布正確推斷元素是解本題關鍵，結合價層電子對互斥理論來分析解答，難度中等．