Question

19．Q、R、X、Y、Z、L六种元素的原子序数依次增大，R和L是同主族元素，R的最外层电子数比次外层电子数少1，L的单质常温常压下是紫黑色固体，Q和X形成的离子化合物XQ是碱石灰的主要成分，X、Y、Z位于同一周期，Y的外围电子数是最外层电子的6倍，Z位于ds区且不能和稀硫酸反应生成H₂，请问答下列问题：
（1）L的价层电子轨道示意图为，L的含氧酸HLO₃中L的杂化方式为sp³，酸根LO₃^-的离子构型为三角锥形；
（2）ZR₄^2-的配体是Cl^-，ZR₄^2-是黄色的，而ZR₂的稀溶液是浅蓝色，说明原因稀溶液中主要形成[Cu（H₂O）₄]²⁺配离子；
（3）Y的氧化物呈如图所示的无限链状结构，则该氧化物的化学式为CrO₃；
（4）X和Z的晶体堆积模型相同，列式计算晶体X的空间利用率74%，己知X原子半径约为200pm，则晶体X的密度为1.5g/cm³（计算结果保留两位有效数字）；
（5）XL₂晶体含有层状结构，其层内有强极性共价键，层外有范德华力相连接，则XL₂的晶体类型是混合型晶体或过渡型晶体．

Answer 1

分析 R和L是同主族元素，R的最外层电子数比次外层电子数少1，R为Li或Cl，L的单质常温常压下是紫黑色固体，应为I₂，则R为Cl，L为I元素，Q和X形成的离子化合物XQ是碱石灰的主要成分，可知Q为O元素，X为Ca元素，X、Y、Z位于同一周期，为第四周期，Y的外围电子数是最外层电子的6倍，外围电子排布为3d⁵4s¹，应为Cr元素，Z位于ds区且不能和稀硫酸反应生成H₂，应为Cu，以此解答该题．

解答 解：R和L是同主族元素，R的最外层电子数比次外层电子数少1，R为Li或Cl，L的单质常温常压下是紫黑色固体，应为I₂，则R为Cl，L为I元素，Q和X形成的离子化合物XQ是碱石灰的主要成分，可知Q为O元素，X为Ca元素，X、Y、Z位于同一周期，为第四周期，Y的外围电子数是最外层电子的6倍，外围电子排布为3d⁵4s¹，应为Cr元素，Z位于ds区且不能和稀硫酸反应生成H₂，应为Cu，
（1）L为I元素，最外层有7个电子，价层电子轨道示意图为，I的含氧酸HIO₃中I形成3个δ键，且有1个孤电子对，为sp³杂化，酸根IO₃^-的离子构型为三角锥形，
故答案为：；sp³；三角锥形；
（2）CuCl₄^2-的配体为Cl^-，稀溶液中主要形成[Cu（H₂O）₄]²⁺配离子，CuCl₂的稀溶液是浅蓝色，
故答案为：Cl^-；稀溶液中主要形成[Cu（H₂O）₄]²⁺配离子；
（3）由限链状结构结构可知每个Cr对应的O原子个数为2+2×$\frac{1}{2}$=3，氧化物为CrO₃，故答案为：CrO₃；
（4）铜晶胞中铜原子位于顶点和面心，即晶胞类型为面心立方堆积，铜原子半径为r，则晶胞边长=2$\sqrt{2}$r，晶胞体积V=（2$\sqrt{2}$r）³，每个晶胞中铜原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则空间利用率为$\frac{\frac{4}{3}×π}{（2\sqrt{2}）^{3}}$×100%=74%，
己知X原子半径约为200pm，
则ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{256}{{N}_{A}}}{（2\sqrt{2}×200×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm³=1.5g/cm³，
故答案为：74%；1.5；
（5）XL₂晶体含有层状结构，其层内有强极性共价键，层外有范德华力相连接，则XL₂的晶体类型是混合型晶体或过渡型晶体，
故答案为：混合型晶体或过渡型晶体．

点评 本题考查了物质结构及其性质，涉及原子杂化方式的判断、价电子排布式的书写、元素周期律、晶胞的计算等知识点，题目综合性较强，注意根据价层电子对互斥理论、构造原理等知识来分析解答，题目难度大．