X、Y、Z、W都是短周期元素,原子半徑為W>Z>X>Y。已知:X、Y兩元素處于同一周期,X、Z處于周一主族,Z原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)等于X、Y原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)之和;Z原子最外電子層上的電子數(shù)是W原子最外電子層上的電子數(shù)的4倍。試回答:
(1)這四種元素單質(zhì)(若有同素異形體只考慮熔點最高的)的熔點由高到低的順序是(寫化學(xué)式) 。
(2)由這四種元素組成的兩種正鹽的水溶液(均為0.1 mol·L-1)的pH由大到小的順序是(寫化學(xué)式) 。
(3)Y和Z兩元素可形成化合物ZY2,某種ZY2晶體的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于把金剛石中原子均換成Z原子,再在原兩個Z原子連線的中點位置放一個Y原子,則此晶體中由Z、Y原子組成的最小環(huán)是 元環(huán),在此最小環(huán)上有 個Y原子和 個Z原子。
(1)金剛石(C)>Si>Na>O2
(2)Na2SiO3>Na2CO3
(3)12 6 6
(1)因為X、Y、Z、W都是短周期元素,所以均處于前三周期。又因為同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小,X、Y兩元素處于同一周期,原子半徑X>Y,說明X元素在Y元素的左邊,而同一主族元素的原子半徑從上到下逐漸增大。X、Z處于同一主族,原子半徑Z>X,說明Z在X的下邊。對于原子半徑W>Z,說明W與Z同周期且位于Z的左邊(W處于Z的下一周期在本題中不可能),它們的相對位置如圖:
根據(jù)Z原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于X、Y原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)之和可知:Z原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)-X原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=Y原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù),而Z、X相差8個核電荷(本題中相差2個核電荷不可能),故Y中有8個質(zhì)子,為O元素;根據(jù)Z原子最外電子層上的電子數(shù)是W原子最外電子層上的電子數(shù)的4倍,若W最外層為1個電子,則Z為ⅣA族Si元素,若W最外層為2個電子,則Z最外層有8個電子,為Ar元素,不可能。
金剛石和晶體硅均為原子晶體,其熔點很高,金屬鈉為金屬晶體,熔點較高,而O2形成的晶體為分子晶體,熔點最低,對于金剛石和晶體硅而言,其熔點高低取決于它們的共價鍵的強弱。
(2)硅酸比碳酸的酸性更弱(同主族元素從上到下其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性減弱),故Na2SiO3的水解程度大些。
(3)因為在金剛石結(jié)構(gòu)中,最小的碳環(huán)為6元環(huán),根據(jù)題意,SiO2最小環(huán)應(yīng)為12元環(huán),其中Si與O交替相連,故Si原子與O原子相等,都為6個。
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