题目内容
【题目】前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，已知：X原子的2p轨道为半充满状态；Y原子的L层有2个未成对电子；Z与Y位于同主族；W的+2价简单离子核外电子层排布与Ar原子相同；R原子的d轨道上有3个空轨道。请回答下列问题：
（1）R原子的基态电子排布式为___________________。
（2）X、Y原子的第一电离能大小顺序为______________。（用元素符号表示）
（3）X的常见单质分子结构中σ键数目为_____________。
（4）Z的最高价氧化物对应水化物的酸根离子空间构型为_____，中心原子的杂化轨道类型为________。
（5）某矿物晶体由Y、W、R三种元素组成，其晶胞结构如图所示。则该矿物的化学式为_________，若已知该晶胞的边长为a cm，则该晶胞的密度为_________g/cm3。（用含a、NA的代数式表示）
【答案】 [Ar]3d24s2 N>O 1 正四面体 sp3 CaTiO3 136/a3NA
【解析】试题分析：前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，X原子的2p轨道为半充满状态，则X为N元素，Y原子的L层有2个未成对电子，则Y为O元素，W的+2价简单离子核外电子层排布与Ar原子相同，则W为Ca元素，R原子的d轨道上有3个空轨道，则R为Ti，Z与Y位于同主族，则Z为S元素，据此解答。
解析：（1）R为Ti，原子的基态电子排布式为[Ar]3d24s2；
（2）X、Y分别为N和O，由于N原子2P轨道半充满，第一电离能大于O的，即原子的第一电离能大小顺序为N＞O；
（3）X为N元素，常见单质分子结构中σ键数目为1，π键数目为2；
（4）Z为S元素，最高价氧化物对应水化物的酸根离子为硫酸根离子，中心原子S电子对数为
4，杂化类型为sp3，没有孤对电子，所以空间构型为正四面体；
（5）Y、W、R三种元素分别为O、Ca、Ti，O位于面心，数目为6×
=3，Ca位于体心，数目为1，Ti位于顶点，数目为8×
=1，故化学式为CaTiO3，已知该晶胞的边长为a cm，则该晶胞的密度ρ=
=
。
