Question

【題目】X、Y、Z、W、Q、R 是周期表中前 36 號元素，核電荷數依次增大，其中 X、Y、Z、 W 都是元素周期表中短周期元素。X 為非金屬元素，且 X 原子的核外成對電子數是未成對電子數的 2 倍，Z 的次外層電子數是最外層電子數的，W 原子的 s 電子與 p 電子數相等，Q 是前四周期中電負性最小的元素，R 的原子序數為 29。 回答下列問題：

（1）X的最高價氧化物對應的水化物分子中，中心原子采取______________雜化。

（2）化合物 XZ 與 Y 的單質分子互為______________，1mol XZ 中含有π鍵的數目為______________。

（3）W 的穩定離子核外有______________種運動狀態的電子。W元素的第一電離能比其同周期 相鄰元素的第一電離能高，其原因是：_____。

（4）Q 的晶體結構如圖所示，則在單位晶胞中 Q 原子的個數為______________，晶體的配位數是______________。

（5）R元素的基態原子的核外電子排布式為________；Y 與 R 形成某 種化合物的晶胞結構如圖所示，已知該晶體的密度為ρg·cm-3，阿伏加德羅常數的數值為 NA，則該晶體中 R 原子和 Y 原子之間的最短距離為______________cm。（只寫計算式）

Answer 1

【答案】sp2 等電子體 2NA 10 Mg 原子的價電子排布式為 3s2，3s 軌道處于全滿狀態，比較穩定， 失去一個電子比較困難 2 8 1s22s22p63s23p63d104s1

【解析】

X、Y、Z、W、Q、R 是周期表中前 36 號元素，核電荷數依次增大，其中 X、Y、Z、 W 都是元素周期表中短周期元素。X 為非金屬元素，且 X 原子的核外成對電子數是未成對電子數的 2 倍，則X的核外電子排布式為1s22s22p2，則X為碳；Z 的次外層電子數是最外層電子數的，則Z為氧，Y為氮；W 原子的 s 電子與 p 電子數相等，則W的核外電子排布式為1s22s22p63s2，W為鎂；Q 是前四周期中電負性最小的元素，則Q為鉀；R 的原子序數為 29，則R為銅，據此分析解答。

（1）X的最高價氧化物對應的水化物為H2CO3，結構式為，則中心原子C采取sp2雜化，故答案為：sp2；

（2）化合物CO與N2分子具有相同的原子個數及價層電子數，屬于等電子體；CO的結構與N2相似，為，其中含有π鍵的數目為2NA，故答案為：等電子體；2NA；

（3）Mg2+核外有10個電子，則有10種運動狀態的電子；W元素的第一電離能比其同周期相鄰元素的第一電離能高，其原因是Mg 原子的價電子排布式為 3s2，3s 軌道處于全滿狀態，比較穩定，失去一個電子比較困難；故答案為：10；Mg 原子的價電子排布式為 3s2，3s 軌道處于全滿狀態，比較穩定，失去一個電子比較困難；

（4）根據晶胞結構知，鉀原子在頂點和體心，則在單位晶胞中鉀原子的個數為8×+1=2；離體心鉀原子最近的鉀原子處于晶胞的8個頂點，則晶體的配位數是8；故答案為：2；8

（5）銅基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1；晶胞中含有N原子數為：8×=1，含有的Cu原子數為：12×=3，則晶胞的質量為，設晶胞的棱長為d，則d3=，則R原子和Y原子之間的最短距離為；故答案為：1s22s22p63s23p63d104s1；。