题目内容

【题目】X、Y、Z、W、Q、R 是周期表中前 36 号元素,核电荷数依次增大,其中 X、Y、Z、 W 都是元素周期表中短周期元素。X 为非金属元素,且 X 原子的核外成对电子数是未成对电子数的 2 倍,Z 的次外层电子数是最外层电子数的,W 原子的 s 电子与 p 电子数相等,Q 是前四周期中电负性最小的元素,R 的原子序数为 29。 回答下列问题:

(1)X的最高价氧化物对应的水化物分子中,中心原子采取______________杂化。

(2)化合物 XZ 与 Y 的单质分子互为______________,1mol XZ 中含有π键的数目为______________。

(3)W 的稳定离子核外有______________种运动状态的电子。W元素的第一电离能比其同周期 相邻元素的第一电离能高,其原因是:_____。

(4)Q 的晶体结构如图所示,则在单位晶胞中 Q 原子的个数为______________,晶体的配位数是______________。

(5)R元素的基态原子的核外电子排布式为________;Y 与 R 形成某 种化合物的晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的数值为 NA,则该晶体中 R 原子和 Y 原子之间的最短距离为______________cm。(只写计算式)

【答案】sp2 等电子体 2NA 10 Mg 原子的价电子排布式为 3s2,3s 轨道处于全满状态,比较稳定, 失去一个电子比较困难 2 8 1s22s22p63s23p63d104s1

【解析】

X、Y、Z、W、Q、R 是周期表中前 36 号元素,核电荷数依次增大,其中 X、Y、Z、 W 都是元素周期表中短周期元素。X 为非金属元素,且 X 原子的核外成对电子数是未成对电子数的 2 倍,则X的核外电子排布式为1s22s22p2,则X为碳;Z 的次外层电子数是最外层电子数的,则Z为氧,Y为氮;W 原子的 s 电子与 p 电子数相等,则W的核外电子排布式为1s22s22p63s2,W为镁;Q 是前四周期中电负性最小的元素,则Q为钾;R 的原子序数为 29,则R为铜,据此分析解答。

(1)X的最高价氧化物对应的水化物为H2CO3,结构式为,则中心原子C采取sp2杂化,故答案为:sp2;

(2)化合物CO与N2分子具有相同的原子个数及价层电子数,属于等电子体;CO的结构与N2相似,为,其中含有π键的数目为2NA,故答案为:等电子体;2NA;

(3)Mg2+核外有10个电子,则有10种运动状态的电子;W元素的第一电离能比其同周期相邻元素的第一电离能高,其原因是Mg 原子的价电子排布式为 3s2,3s 轨道处于全满状态,比较稳定,失去一个电子比较困难;故答案为:10;Mg 原子的价电子排布式为 3s2,3s 轨道处于全满状态,比较稳定,失去一个电子比较困难;

(4)根据晶胞结构知,钾原子在顶点和体心,则在单位晶胞中钾原子的个数为8×+1=2;离体心钾原子最近的钾原子处于晶胞的8个顶点,则晶体的配位数是8;故答案为:2;8

(5)铜基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;晶胞中含有N原子数为:8×=1,含有的Cu原子数为:12×=3,则晶胞的质量为,设晶胞的棱长为d,则d3=,则R原子和Y原子之间的最短距离为;故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1;。

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