Question

主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍．X、Y和Z分屬不同的周期，它們的原子序數(shù)之和是W原子序數(shù)的5倍．在由元素W、X、Y、Z組成的所有可能的二組分化合物中，由元素W與Y形成的化合物M的熔點最高．請回答下列問題：
（1）W₃分子空間構型為

 

；
（2）X單質的電子式

 

；
（3）化合物M的化學式為

 

，其晶體結構與NaCl相同．將一定量的化合物ZX負載在M上可制得ZX/M催化劑，用于催化碳酸二甲酯與月桂醇酯交換合成碳酸二月桂酯．在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的雜化方式有

 

，O-C-O的鍵角約為

 

；
（4）含有元素Z的鹽中可以發(fā)出焰色反應．許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應，其原因是

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，W原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則W為O元素；X、Y和Z分屬不同的周期，它們的原子序數(shù)之和是W原子序數(shù)的5倍，即三元素原子序數(shù)之和為40，X若為第三周期元素，X、Y、Z的原子序數(shù)之和大于W原子序數(shù)的5倍，所以可以斷定X也在第二周期，故X為F元素，則Y、Z原子序數(shù)之和=40-9=31，平均原子序數(shù)為15.5，可以推斷Y處于第三周期、Z處于第四周期，Z的原子序數(shù)大于18，若Y為Na元素，則Z為Ca元素，由于元素O與Na形成的化合物Na₂O的熔點不是最高，故Y為Mg元素，Z為K元素，化合物M為MgO，且MgO的熔點最高，符合題意，據(jù)此解答．

解答： 解：主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，W原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則W為O元素；X、Y和Z分屬不同的周期，它們的原子序數(shù)之和是W原子序數(shù)的5倍，即三元素原子序數(shù)之和為40，X若為第三周期元素，X、Y、Z的原子序數(shù)之和大于W原子序數(shù)的5倍，所以可以斷定X也在第二周期，故X為F元素，則Y、Z原子序數(shù)之和=40-9=31，平均原子序數(shù)為15.5，可以推斷Y處于第三周期、Z處于第四周期，Z的原子序數(shù)大于18，若Y為Na元素，則Z為Ca元素，由于元素O與Na形成的化合物Na₂O的熔點不是最高，故Y為Mg元素，Z為K元素，化合物M為MgO，且MgO的熔點最高，符合題意，
綜上所述：W為氧，X為氟，Y為鎂，Z為鉀，
（1）O₃分子中中心氧原子價層電子對數(shù)=2+

6-2×2

2

=3、含有1對孤電子對，故O₃空間構型為V型，故答案為：V型；
（2）X單質為F₂，該分子的電子式為：，故答案為：；
（3）由上述分析可知，M為MgO，在碳酸二甲酯分子中-OCH₃，C原子4個單鍵，采取sp³雜化，在酯基中，C原子呈2個C-O單鍵，屬于σ鍵，1個C=O雙鍵，雙鍵按單鍵計算，故中心C原子的雜化軌道數(shù)為3，采取sp²雜化，為平面正三角形，鍵角為120°，故O-C-O的鍵角約為 120°，
故答案為：MgO；sp²和sp³；120°；
（4）含有元素K的鹽的焰色反應為紫色，許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應，其原因：激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光的形式釋放能量，故答案為：激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光的形式釋放能量．

點評：本題考查元素推斷、電子式書寫、微粒結構與性質等，難度中等，推斷元素是解題的關鍵，要充分利用原子序數(shù)的關系結合周期表的結構進行判斷元素．