Question

【题目】X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素．其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子；X、Z中未成对电子数均为2； U是第三周期元素形成的简单离子中半径最小的元素；W的内层电子全充满，最外层只有1个电子．请回答下列问题：

（1） X、Y、Z的第一电离能从大到小的顺序是___________(用元素符号表示，下同)。

（2）写出W的价电子排布式_____________，W同周期的元素中，与W原子最外层电子数相等的元素还有____________。

（3）根据等电子体原理，可知化合物XZ的结构式是__________, YZ2-的VSEPR模型是___________。

（4） X、Y、Z的．简单氮化物的键角从大到小的顺序是_______(用化学式表示)，原因是________________

（5）由元素Y与U元素组成的化合物A，晶胞结构如图所示(黑球表示Y原子，白球表示U原子)，请写出化合物A的化学式___________，该物质硬度大，推测该物质为_________晶体。其中Y元素的杂化方式是______。

（6）U的晶体属立方晶系，其晶胞边长为405pm ，密度是2.70g/cm3，通过计算确定其晶胞的类型_____(堆简单立方堆积、体心立方堆积或面心立方最密堆积)(己知：4053=6.64×107)。

Answer 1

【答案】（1）N>O>C；

（2）3d104s1；K、Cr；

（3）C≡O；平面三角形；

（4）CH4>NH3>H2O；3种氢化物的中心原子价层电子多少均为4，VSEPR模型均为正四面体结构，但中心原子的孤电子对数依次增加，导致键角变小；

（5）AlN；原子；sp3；

（6）面心立方最密堆积

【解析】

试题分析：X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素．其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子，则Y为N元素；U是第三周期元素形成的简单离子中半径最小的元素，则U为Al；X、Z中未成对电子数均为2，X的原子序数小于N，而Z的原子序数介于N、Al之间，X、Z的核外电子排布分别为1s22s22p2，1s22s22p4，故X为C元素、Z为O元素；W的内层电子全充满，最外层只有1个电子，原子序数大于Al，只能处于第四周期，核外电子数为2+8+18+1=29，故W为Cu元素。

（1）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C；

（2）W为Cu元素，价电子排布式为3d104s1，W同周期的元素中，与W原子最外层电子数相等的元素还有3p64s1，为K元素、3d54s1，为Cr元素，故答案为：3d104s1；K、Cr；

（3）根据等电子体原理，可知化合物CO与N2互为等电子体，CO的结构式是C≡O，YZ2-为NO2-，中心原子价层电子对数=2+×(5+1-2×2)=3，VSEPR模型是平面三角形，故答案为：C≡O；平面三角形；

（4）X、Y、Z的最简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O，3种氢化物的中心原子价层电子对数均为4，VSEPR模型均为正四面体形，但中心原子的孤电子对数依次增大，导致键角变小，故键角：CH4＞NH3＞H2O，故答案为：CH4＞NH3＞H2O；3种氢化物的中心原子价层电子对数均为4，VSEPR模型均为正四面体形，但中心原子的孤电子对数依次增大，导致键角变小；

（5）晶胞中N原子数目为4，Al原子数目为8×+6×=4，故该化合物化学式为AlN，该物质硬度大，属于原子晶体，Y原子形成4个共价键，故Y原子杂化方式为sp3，故答案为：AlN；原子；sp3；

（6）设晶胞中Al原子数目为N(Al)，则N(Al)×g=(405×10-10)3×2.70g/cm3，解得N(Al)=4.00，所以其晶胞的类型面心立方密堆积，故答案为：面心立方最密堆积。