Question

【题目】X是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y基态原子的3p轨道上有2个未成对电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。回答下列问题：

（1）元素X在元素周期表中位于_______区，单质X的晶体类型为____________，其中X原子的配位数为______________。

（2）已知元素Y可与元素Z的相对原子质量只差为16，则元素Y基态原子的外围电子排布图为______________________，其同周期元素中，第一电离能最大的是______（写元素符号）。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是________（写化学式），该酸根离子的立体构型为________。

（3）X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1mol该配合物中含有σ键的数目为______________________。

（4）X与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。

该化合物的化学式为_______，已知此晶体的密度为ρg·cm–3，阿伏伽德罗常数为NA，则此晶胞中X与Y的最近距离是______cm。（写出计算式，不要求计算结果。）

Answer 1

【答案】 ds 金属晶体 12 Ar H2SO4 正四面体形 16NA CuS

【解析】X是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子，则X的原子序数=2+8+18+1=29，为Cu元素。元素Y基态原子的3p轨道上有2个未成对电子，则Y为硅或硫元素。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍，则Z为O元素。

(1)Cu元素在元素周期表中位于ds区，单质铜为金属晶体，铜原子形成晶体时采用的堆积方式为，其中铜原子的配位数为12，故答案为：ds；金属晶体；12；

(2)根据上述分析，Y为硅或硫元素，元素Y可与元素Z的相对原子质量只差为16，则元素Y为S，基态原子的外围电子排布图为，第3周期中，第一电离能最大的是Ar。S元素的含氧酸中，酸性最强的是硫酸，SO42-中S的价层电子对数目=4+ (6+2-2×4)=4，采用sp3杂化，立体构型为正四面体形，故答案为：；Ar ；H2SO4；正四面体形；

(3)氯化铜与氨水反应可形成配合物[Cu(NH3)4]Cl2，1mol该配合物中含有12molN-H，键和4mol配位键，共16mol共价键，σ键的数目为16NA，故答案为：16NA；

(4)依据晶胞结构，利用切割法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为：8×+6×=4，硫原子个数为4，则化学式为；CuS；1mol晶胞中含有4molCuS，1mol晶胞的质量为M(CuS)×4，设晶胞参数为a，则晶体密度ρg·cm–3==，解得a=cm，则此晶胞中X与Y的最近距离为体对角线的=×cm，故答案为：CuS； ×。