[題組:第16-17題]
有甲、乙、丙、丁、戊、己等六個前三週期的元素，其相關的性質如表3所示。
表3
| 元素 | 價電子數 | 電負度 | 原子半徑 (pm) |
|---|---|---|---|
| 甲 | 1 | 0.9 | 154 |
| 乙 | 5 | 3.0 | 75 |
| 丙 | 7 | 3.0 | 99 |
| 丁 | 6 | 3.5 | 73 |
| 戊 | 7 | 4.0 | 71 |
| 己 | 1 | 1.0 | 134 |
16 根據表3所提供的資料，下列有關此六個元素的敘述哪些正確？
(A)室溫下，甲可與甲醇反應
(B)乙的第一游離能小於丁的第一游離能
(C)室溫下，丙分子會與水進行氧化還原反應，而丁分子則不會
(D)丁可形成雙原子和三原子兩種氣體分子，其中三原子分子的變長較長
(E)室溫下，丙和戊均可形成同核雙原子分子，且戊分子的沸點比丙分子的沸點高
元素 \( \left( ^9_4X \right) \) 的第一游離能為 \( E_1 \)，第二游離能為 \( E_2 \)，第三游離能為 \( E_3 \)。將 \( E_1 \)、\( E_2 \) 及 \( E_3 \) 的數值大小以柱狀圖表示並繪製如下，則下列何者正確？
9. 氦（He）是惰性氣體中最輕的元素，氦的一個價電子游離後，生成了氦離子（He⁺）。下列關於 He⁺ 的敘述，哪些正確？
(A)沒有 3d 軌域
(B)He⁺ 的半徑比 He 的半徑大
(C)基態 He⁺ 的電子組態與氫原子相同
(D)可用波耳的原子模型理論解釋 He⁺ 光譜
(E)由 He⁺ 到 He²⁺ 的游離能比由 He 到 He⁺ 的游離能大
10. 甲、乙、丙、丁、戊五種元素的原子序均小於 20。甲是週期表中質量最小的元素，乙是週期表中電負度最大的元素，丙原子最外殼層電子數是次外殼層電子數的三倍，丁原子序大於丙，而且丁與丙為同一族，另外，戊和乙的原子序總和等於丙和丁原子序總和。下列叙述哪些正確？
(A) 甲與乙形成的化合物不溶於水
(B) 在自然界中的丙有兩種同位素
(C) 甲與丙反應後所得的化合物，可形成分子間氫鍵
(D) 丁在常溫下為黃色固體
(E) 戊的氧化物溶於水呈酸性
甲、乙、丙、丁、戊代表五種不同元素，其原子的電子排列如圖 3。
圖中「●」代表原子核，「•」代表核外電子。圖 3
在常溫常壓下，哪一個是化學活性最大的非金屬元素？
(A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊
下列有關此五種元素的敘述，哪一項正確？
(A) 甲易與其他元素結合成分子化合物
(B) 某元素 X 的同位素有 8 個中子，且此同位素的質量數為 14，則 X 為乙
(C) 丙不安定，易與其他元素反應生成化合物
(D) 丁通常失去一個電子與菌素反應形成離子化合物
(E) 戊位於週期表的第二週期
現有X， Y， Z， W， T， Q六種元素，其相關敘述如下：
X和Y均為第三週期的元素，其價電子數分別為2和7；Z， W， T均為第二週期元素，其價電子數依序為4，5，6；Q為第一週期的元素。根據以上資訊回答下列問題。
試問X與Y所形成之化合物的敘述，何者錯誤？
(A)此化合物中X與Y之間的鍵結屬於離子鍵
(B)此化合物易溶於水
(C)將此化合物加熱成熔融態，則可導電
(D)此化合物具有延展性
(E)此化合物之化學式可以XY₂表示
下列表格中，哪一個選項的三個元素分別符合表格中所列之條件？
| 元素態為銅狀固體 | 導電、導熱性佳 | 原子半徑為同族最小 | |
|---|---|---|---|
| (A) | C | Ar | F |
| (B) | Si | Mg | N |
| (C) | P | Al | Li |
| (D) | B | Si | N |
| (E) | C | Na | Al |
「銅狀固體」指金屬。導電導熱性佳指金屬。同族原子半徑最小指同族最上方元素（除H）。
(A) C非金屬， Ar鈍氣不導電， F同族最小(O族)。
(B) Si類金屬， Mg金屬， N同族最小(V A族)。
(C) P非金屬， Al金屬， Li為鹼金族最大(非最小)。
(D) B類金屬， Si類金屬導電性差， N同族最小。
(E) C非金屬， Na金屬， Al為ⅢA族，同族最小為B。
只有(B) Si(類金屬，算銅狀固體?)， Mg(金屬導電佳)， N(V A族最小) 可能符合。嚴格說Si是類金屬，有金屬光澤，算銅狀固體？但通常金屬指如Mg， Na等。選項(B)較接近。答案(B)。
某些離子的半徑如表 2 所示（單位：\( 10^{-10} m \)），甲、乙、丙、丁為根據表中資料所作的敘述或推論，下列哪一選項正確？
表 2
| 離子 | \( O^{2-} \) | \( F^- \) | \( Na^+ \) | \( Mg^{2+} \) | \( Al^{3+} \) | \( S^{2-} \) | \( Cl^- \) | \( K^+ \) | \( Ca^{2+} \) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 半徑 | 1.40 | 1.33 | 1.02 | 0.66 | 0.51 | 1.84 | 1.81 | 1.51 | 1.00 |
甲：表中共有 5 個離子的核外電子數為 18
乙：電子數相同的陽離子，原子序愈大者，半徑愈小
丙：具相同電子排列的陰離子，其半徑隨原子序的增大而變大
丁：同一族的離子，當電荷相同時，其半徑隨原子序的增大而變大
(A)甲乙 (B)丙丁 (C)甲丙 (D)乙丁 (E)甲丁
甲：電子數18的離子：S²⁻(18)， Cl⁻(18)， K⁺(18)， Ca²⁺(18) → 4個，不是5個（O²⁻(10)， F⁻(10)， Na⁺(10)， Mg²⁺(10)， Al³⁺(10)為10電子）。甲錯。
乙：電子數相同的陽離子，如10電子：Na⁺(1.02)， Mg²⁺(0.66)， Al³⁺(0.51)，原子序增大，半徑減小，對。
丙：相同電子排列的陰離子，如O²⁻(1.40)和F⁻(1.33)，原子序O=8， F=9，原子序增大半徑減小，錯。
丁：同一族離子，電荷相同，如鹼金族離子Li⁺， Na⁺， K⁺(表中K⁺1.51>Na⁺1.02)，對。
故乙丁正確。答案(D)。
X、Y、Z 分別為週期表中，第二與三週期中的三種元素，其原子序之和為 25，在週期表的相對位置如表 1。由這三種元素，可組成許多化合物。
下列有關這三種元素以及其組成化合物的敘述，哪些正確？
甲、這三種元素中，只有一種是非金屬元素。
乙、Z 容易失去兩個電子，形成 Z²⁺ 離子。
丙、由 Y 與 Z 可以組成氣體分子。
丁、X 的價電子數為 1。
(A) 甲乙 (B) 乙丙 (C) 丙丁 (D) 甲丙 (E) 乙丁
設 X、Y、Z 原子序分別為 a、b、c，且 Y 在 X 下方，Z 在 Y 右方。因第二週期有 8 元素，第三週期也有 8 元素，且 a+b+c=25，推得可能為 X=氧(8)、Y=硫(16)、Z=氯(17)，但和為 41 不符；若 X=氮(7)、Y=磷(15)、Z=硫(16)，和為 38 不符；若 X=碳(6)、Y=矽(14)、Z=磷(15)，和為 35 不符；若 X=硼(5)、Y=鋁(13)、Z=矽(14)，和為 32 不符；若 X=鈹(4)、Y=鎂(12)、Z=鋁(13)，和為 29 不符；若 X=鋰(3)、Y=鈉(11)、Z=鎂(12)，和為 26 不符；若 X=氦(2) 不可能，因第二週期。若 X 在第二週期，Y 在第三週期，Z 在第三週期 Y 右一格，設 X 原子序 p，Y=p+8，Z=p+9，則 p+(p+8)+(p+9)=25，3p+17=25，3p=8，p 非整數。若 Z 在 Y 下方則不合理。若 X、Y、Z 為連續三格：設 Y=p，X=p-1，Z=p+1，則 (p-1)+p+(p+1)=3p=25，p 非整數。若 X 在 Y 左上方，Z 在 Y 右方：設 X=p，Y=p+8，Z=p+9，得 3p+17=25，p=8/3 不行。若 X 在 Y 左方，Z 在 Y 下方：設 X=p，Y=p+1，Z=p+9，得 3p+10=25，p=5，則 X=硼(5)，Y=碳(6)，Z=矽(14)，和為 25 合理。檢查：X=硼(5)，價電子 3，丁錯。Y=碳(6)，非金屬，Z=矽(14)，類金屬。甲：三種元素中非金屬只有碳(1 種) → 對。乙：Z=矽，不易形成 Si²⁺ → 錯。丙：Y=碳，Z=矽，可形成 SiC 固體，不是氣體分子 → 錯。丁：X=硼，價電子數 3 → 錯。這樣甲對，乙丙丁錯，無此選項。重新考慮：若 X=氮(7)，Y=矽(14)，Z=磷(15) 不行，和 36。若 X=碳(6)，Y=鋁(13)，Z=矽(14) 和 33。若 X=硼(5)，Y=鎂(12)，Z=鋁(13) 和 30。若 X=鈹(4)，Y=鈉(11)，Z=鎂(12) 和 27。若 X=鋰(3)，Y=氖(10) 不行，因 Y 在第三週期。若 X=氧(8)，Y=硫(16)，Z=氯(17) 和 41。若 X=氟(9)，Y=氯(17)，Z=氬(18) 和 44。若 X=氮(7)，Y=磷(15)，Z=硫(16) 和 38。若 X=碳(6)，Y=矽(14)，Z=磷(15) 和 35。若 X=硼(5)，Y=鋁(13)，Z=矽(14) 和 32。若 X=鈹(4)，Y=鎂(12)，Z=鋁(13) 和 29。若 X=鋰(3)，Y=鈉(11)，Z=鎂(12) 和 26。若 X=氦(2) 不行。若 X 在第二週期，Y 在第三週期且 Z 在 Y 右一格：設 X=p，Y=p+8，Z=p+9，得 3p+17=25，p=8/3 不行。若 Z 在 Y 下方：設 X=p，Y=p+8，Z=p+16，得 3p+24=25，p=1/3 不行。若 X 在 Y 左方，Z 在 Y 下方：設 X=p，Y=p+1，Z=p+9，得 3p+10=25，p=5，X=硼(5)，Y=碳(6)，Z=矽(14)，和 25。檢查：甲：非金屬有 Y=碳，Z=矽是類金屬，X=硼是類金屬，所以非金屬只有碳(1 種) → 對。乙：Z=矽，不易失去 2 電子形成 Si²⁺ → 錯。丙：Y 與 Z 可形成 SiC（碳化矽）固體，不是氣體 → 錯。丁：X=硼，價電子數 3 → 錯。這樣只有甲對，無選項。若 X=碳(6)，Y=氮(7)，Z=磷(15) 不行，和 28。若 X=氮(7)，Y=氧(8)，Z=硫(16) 和 31。若 X=氧(8)，Y=氟(9)，Z=氯(17) 和 34。若 X=氟(9)，Y=氖(10) 不行。若 X=鈹(4)，Y=硼(5)，Z=矽(14) 不行，因 Y 不在第三週期。若 X=鋰(3)，Y=鈹(4)，Z=鎂(12) 不行。若 X=碳(6)，Y=鋁(13)，Z=矽(14) 和 33。若 X=氮(7)，Y=矽(14)，Z=磷(15) 和 36。若 X=氧(8)，Y=磷(15)，Z=硫(16) 和 39。若 X=氟(9)，Y=硫(16)，Z=氯(17) 和 42。若 X=氖(10) 不行。若 X=硼(5)，Y=碳(6)，Z=鋁(13) 不行，因 Z 不在 Y 右或下。若 X=碳(6)，Y=氮(7)，Z=鋁(13) 不行。若 X=氮(7)，Y=氧(8)，Z=矽(14) 不行。若 X=氧(8)，Y=氟(9)，Z=磷(15) 不行。若 X=氟(9)，Y=氖(10) 不行。若 X=鈹(4)，Y=氮(7)，Z=磷(15) 不行。若 X=鋰(3)，Y=碳(6)，Z=矽(14) 不行。若 X=氦(2)，Y=鈹(4)，Z=硼(5) 不行。若 X=硼(5)，Y=氧(8)，Z=硫(16) 不行。若 X=碳(6)，Y=氟(9)，Z=氯(17) 不行。若 X=氮(7)，Y=氖(10) 不行。若 X=氧(8)，Y=鈉(11)，Z=鎂(12) 和 31。若 X=氟(9)，Y=鎂(12)，Z=鋁(13) 和 34。若 X=氖(10) 不行。若 X=鈉(11) 已在第三週期，不符合「第二與三週期」。所以唯一可能是 X=鎂(12)，Y=鋁(13)，Z=矽(14) 和 39 太大。若 X=鈹(4)，Y=鈉(11)，Z=鎂(12) 和 27。若 X=鋰(3)，Y=鈉(11)，Z=鋁(13) 和 27。若 X=氦(2)，Y=鈉(11)，Z=鎂(12) 和 25。此可行：X=氦(2) 在第二週期最右，Y=鈉(11) 在第三週期最左，Z=鎂(12) 在 Y 右一格。檢查：甲：非金屬有 X=氦(惰性氣體)，Y=鈉(金屬)，Z=鎂(金屬) → 非金屬只有 1 種 → 對。乙：Z=鎂，易失去 2 電子形成 Mg²⁺ → 對。丙：Y=鈉，Z=鎂，不會組成氣體分子 → 錯。丁：X=氦，價電子數 2（滿殼） → 錯。故甲乙對 → 選 (A)。
