Question

X、Y、Z、R、W均為周期表中前四周期的元素，其原子序數(shù)依次增大；X2－和Y＋有相同的核外電子排布；Z的氣態(tài)氫化物的沸點比其上一周期同族元素氣態(tài)氫化物的沸點低；R的基態(tài)原子在前四周期元素的基態(tài)原子中單電子數(shù)最多；W為金屬元素，X與W形成的某種化合物與Z的氫化物的濃溶液加熱時反應(yīng)可用于實驗室制取Z的氣體單質(zhì)。回答下列問題（相關(guān)回答均用元素符號表示）：

（1）R的基態(tài)原子的核外電子排布式是____________。

（2）Z的氫化物的沸點比其上一周期同族元素氫化物的沸點低的原因是________________________________________________________________________。

（3）X與Z中電負性較大的是________。Z的某種含氧酸鹽常用于實驗室制取X形成的單質(zhì)，此酸根離子的空間構(gòu)型為________，此離子中所含化學(xué)鍵的類型是________，X—Z—X的鍵角________109°28′（填“＞”、“＜”或“＝”，已知：孤電子對之間的斥力＞孤電子對與成鍵電子對之間的斥力＞成鍵電子對之間的斥力）。

（4）X與Y形成的化合物Y2X的晶胞如圖。其中X離子的配位數(shù)為________，與一個X離子距離最近的所有的Y離子為頂點的幾何體為________。該化合物與MgO相比，熔點較高的是________。

（5）已知該化合物的晶胞邊長為a pm，則該化合物的密度為________g·cm－3（只要求列出算式，不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA）。

 

Answer 1

（1）1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1

（2）HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間不存在氫鍵

（3）O　三角錐形　共價鍵（或極性鍵、配位鍵均可）　＜

（4）8　立方體或正方體　MgO

（5）

【解析】（1）依據(jù)洪特規(guī)則可推知前四周期中基態(tài)原子中單電子數(shù)最多也即價層電子排布式為3d54s1（單電子數(shù)為6），則R為鉻元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。（2）結(jié)合題干信息可推知元素X、Y、Z、W分別為O、Na、Cl、Mn；因HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間不存在氫鍵，故沸點：HF＞HCl。（3）O與Cl中電負性較大的是O；Cl的含氧酸鹽中用于實驗室制取氧氣的鹽為KClO3，ClO3-的價層電子對數(shù)為4（3個σ鍵、1個孤電子對），故ClO3-的空間構(gòu)型（VSEPR模型為四面體）為三角錐形；ClO3-中Cl、O間為共價鍵，由于中心原子上存在一對孤電子對，孤電子對的排斥力大于成鍵電子對，故O—Cl—O的鍵角小于109°28′。（4）由晶胞結(jié)構(gòu)可知O2－（晶胞中空心球）的配位數(shù)為8；與一個O2－距離最近的Na＋為頂點形成的幾何體為立方體；由于Mg2＋所帶電荷數(shù)比Na＋多，且離子半徑小于Na＋的離子半徑，因此MgO的晶格能大于Na2O的，則熔點：MgO＞Na2O。（5）利用“均攤法”可知一個晶胞中含有4個Na2O微粒，故該化合物的密度為 g·cm－3（注：1 pm＝10－10 cm）。