Question

短周期元素在元素中占有重要地位．X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16．X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体，在适当条件下可发生如（1）变化：
一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，B、C两种分子中的电子数均等于10．请回答下列问题：
（1）X元素在周期表中的位置是______周期______族．
（2）分析同主族元素性质的递变规律，发现B、C物质沸点反常，这是因为它们的分子之间存在______．
（3）在C分子中，Y原子的杂化方式为______，与Y原子同主族在第四周期的元素原子基态电子排布式是______．
（4）NaCl的晶体结构如图（2）所示，若将晶胞面心和体心的原子除去，顶点的钠离子换为Xⁿ⁺（X代表某元素符号）离子，棱上的Cl^-换为O^2-，就得到X的氧化物的晶体结构．则该X的氧化物的化学式为______．

Answer 1

【答案】分析：短周期中形成无色气体单质的只有H₂、N₂、O₂（稀有气体除外），B、C两种分子中的电子数均等于10，则B、C为H₂O、NH₃的一种，且一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，B为H₂O，C为NH₃，由转化关系可知，Z为氢，故A为NO，X为氧，Y为氮，
（1）O元素的质子数为8，位于第2周期VIA族；
（2）根据氢键对物质的沸点的影响来分析；
（3）C为NH₃，N原子成3个N-H键，含有1对孤对电子对，杂化轨道数目为4，据此确定杂化轨道数目；
与N原子同主族在第四周期的元素为As，As原子核外电子数为33，根据核外电子排布规律书写排布式；
（4）根据均摊法计算晶胞中Xⁿ⁺、O^2-的数目，据此书写．
解答：解：短周期中形成无色气体单质的只有H₂、N₂、O₂（稀有气体除外），B、C两种分子中的电子数均等于10，则B、C为H₂O、NH₃的一种，且一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，B为H₂O，C为NH₃，由转化关系可知，Z为氢，故A为NO，X为氧，Y为氮，
（1）O元素的质子数为8，位于第二周期VIA族，故答案为：二；VIA；
（2）氧元素、氟元素电负性很强，水分子之间、氨气分子之间存在氢键，故它们的沸点高于同主族其它元素氢化物，故答案为：氢键；
（3）C为NH₃，N原子成3个N-H键，含有1对孤对电子对，杂化轨道数目为4，N原子采取sp³杂化，
与N原子同主族在第四周期的元素为As，As原子核外电子数为33，基态核外电子排布式为[Ar]4s²4p³，
故答案为：sp³；[Ar]4s²4p³；
（4）晶胞中Xⁿ⁺的数目为8×=1，O^2-的数目为12×=3，故该X的氧化物的化学式为XO₃，故答案为：XO₃．
点评：本题考查无机物的推断、杂化轨道、氢键、核外电子排布规律、晶胞计算等，难度中等，推断元素是解题的关键．