1.(15分)(2019·山西重点中学协作体期末)现有前四周期T、X、Y、Z、W、M六种元素,已知W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小,其中W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍,M原子的M能层上有4个未成对电子。请回答下列问题:
(1)写出W、Z、X、T四种元素第一电离能由大到小的顺序:____________(用元素符号表示)。
(2)基态M原子的核外电子排布式为___________________________。
(3)根据VSEPR理论,推断出由W与X两元素组成的最简单二价阴离子的立体构型为____________,W原子的杂化类型为____________。
(4)Y与T、X、Z、W所形成的最简单化合物的沸点由高到低的顺序为________________________(用化学式表示)。
解析:根据题中信息“W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍”可知,W的电子排布式是1s22s22p2,则W是碳元素;又知“W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小”,根据元素周期律可推知Z是氮元素,X是氧元素,T是氟元素,Y是氢元素;“M原子的M能层上有4个未成对电子”,则M的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,即M是铁元素。
(1)C、N、O、F四种元素位于同一周期,随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但N元素反常,因此第一电离能由大到小的顺序是F>N>O>C。
(3)C和O两种元素组成的最简单的二价阴离子是CO,该离子的中心原子的价层电子对数是3,孤电子对数是0,因此其立体构型是平面三角形,C原子的杂化类型为sp2杂化。
(4)H与F、O、N、C所形成的最简单化合物分别是HF、H2O、NH3、CH4,其中HF、H2O、NH3分子之间都存在氢键,它们的沸点都比没有氢键的CH4高,常温下H2O为液态,HF、NH3为气态,标准状况下HF为液态,NH3仍为气态,因此四种氢化物的沸点由高到低的顺序为H2O>HF>NH3>CH4。
答案:(1)F>N>O>C
(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(3)平面三角形 sp2
(4)H2O>HF>NH3>CH4