Question

X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素，已知：

①X元素原子价电子排布式为ns²np²，且原子半径是同族元素中最小的。

②Y元素是地壳中含量最多的元素；W元素的电负性略小于Y元素，在W原子的电子排布中，p轨道上只有1个未成对电子。

③Z元素的电离能数据见下表（kJ·mol^－1）：

I1	I2	I3	I4	…
496	4562	6912	9540	…

请回答：

（1）Z₂Y₂的电子式为              ，含有的化学键类型为                   ，Z₂Y₂为               晶体。

（2）X、Y、Z三种元素所形成的常见化合物的名称为                  ；XY₂的结构式为               ，分子空间构型为              。

（3）X、Y、Z、W四种元素所形成的单质中，熔点最高、硬度最大的是            （填“名称”）；晶体ZW的熔点比晶体XW₄明显高的原因是                        。

（4）ZW晶体的结构示意图如下。已知：ρ(ZW)=2.2 g·cm^－3，N_A=6.02×10²³ mol^－1，则ZW晶体中两个最近的Z离子中心间的距离为                       。

                     

Answer 1

（1） 离子键、非极性键    离子

（2）碳酸钠   O＝C＝O   直线型  

（3）金刚石   NaCl为离子晶体而CCl₄为分子晶体

（4）4.0×10^-8 cm

解析:

由题意知X、Y、Z、W分别为：C、O、Na、Cl。

（1）Na₂O₂的电子式为：，含有离子键、非极性键，为离子晶体。

（2）C、O、Na三种元素所形成的常见化合物为碳酸钠；CO₂的结构式为：O＝C＝O，直线型分子。

（3）C、O、Na、Cl四种元素所形成的单质中，原子晶体金刚石熔点最高、硬度最大；由于NaCl为离子晶体而CCl₄为分子晶体，故NaCl晶体的熔点比CCl₄晶体明显的高。

（4）ZW晶体为NaCl晶体，可选定题干图示的一个晶胞来进行计算。

利用“均摊法”可知一个晶胞含有的Na⁺—Cl^－离子对数为4。

一个晶胞的质量：m(晶胞)=×4=3.887×10^{－22 g} 

一个晶胞的体积：V(晶胞)===1.767×10^{－22 cm3}

设晶胞中两个最近的Na⁺中心间的距离为a，则：

(a)³=V(晶胞)，解得a＝4.0×10^-8 cm

故两个最近的Na⁺中心间的距离4.0×10^-8 cm