Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素．已知：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；

Question

Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素．已知：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M（Q2RY）是新装修居室中常含有的一种有害气体，Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N（R6Q6）是中学化学中常见的有机溶剂；⑤Z有“生物金属”之称，Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同．请回答下列问题（答题时，Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示）（1）化合物M的空间构型为______，其中心原子采取______杂化；化合物N在固态时的晶体类型为______．（2）R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为______；（3）由R、Y两种元素组成的与RXY-互为等电子体的分子的电子式为______；（4）用氢键表示式写出X的氢化物溶液中存在的所有氢键______．（5）Z原子基态时的电子排布式为______；Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为______．

Answer 1

Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素，已知：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素，则Q为H元素；②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，原子核外电子排布为1s²2s²2p²，则R为C元素；③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，应为O元素；⑤Z有“生物金属”之称，Z⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，原子序数为22，应为Ti元素；结合原子序数可知，X为N元素；④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M（Q₂RY）是新装修居室中常含有的一种有害气体，则M为HCHO，Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N（R₆Q₆）是中学化学中常见的有机溶剂，R为C₆H₆，
（1）化合物M为HCHO，碳原子的孤电子对数为0，碳原子的σ键数为3，则碳原子采取sp²杂化，空间结构为平面三角形，化合物N为苯，由苯分子直接构成的，则N在固态时的晶体类型为分子晶体，
故答案为：平面三角形；sp²；分子晶体；
（2）R、X、Y三种元素的分别为C、N、O，同周期元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，则C元素的最小，但N原子的电子排布中2p轨道为半满稳定状态，能量较低，则失去1个电子更难，第一电离能高于O元素，故第一电离能C＜O＜N，
故答案为：C＜O＜N；
（3）与CNO^-互为等电子体且由C、O组成的分子为CO₂，CO₂电子式为，
故答案为：；
（4）N、O和氢原子之间能形成氢键，N的氢化物的水溶液，含有NH₃分子以及H₂O分子，存在的所有氢键为：N-H…N、N-H…O、O-H…O、O-H…N，
故答案为：N-H…N、N-H…O、O-H…O、O-H…N；
（5）Z为Ti，核外电子数为22，原子基态时的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；由晶体结构图可知，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子在棱的位置，关于Z原子对称，则氧原子数为3×2=6，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；6．