Question

X、Y、Z、L四种元素分别位于周期表中三个紧相邻的周期且原子序数依次增大，它们相关信息如下：
X元素原子的价电子构型为nSⁿnP²ⁿ
Y 和Z位于同一周期，最外层都有两个未成对电子
L元素原子的基态未成对电子数是同周期最多的元素
请回答如下问题：
（1）L元素在周期表中的位置是

 

，该原子核外电子排布式是

 

，其最高正价氧化物对应的水氧化物的化学式是

 

（2）元素X与Y形成的化合物晶体类型是晶体

 

，1mol该化合物含有的化学键数为

 

（用阿伏加德罗常数N_A 表示）
（3）元素M是周期表中电负性最强的元素，X与M形成的化合物XM₂的分子几何构型是

 

，该化合物中X的原子的杂化轨道类型是

 

（4）X与碳、氢、三种元素形成的相对分子质量最小的分子里有个

 

δ键，

 

个π键
（5）金属元素N与Z形成的离子化合物的晶胞结构如图，晶胞中Z离子数目为

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算

专题：

分析：X、Y、Z、L四种元素分别位于周期表中三个紧相邻的周期且原子序数依次增大，X元素原子的价电子构型为nSⁿnP²ⁿ，由于S能级只能容纳2个电子，且P能级容纳电子，则n=2，可推知X为O元素；Y 和Z位于同一周期，只能处于第三周期，最外层都有两个未成对电子，价电子构型为3S²3P²、3S²3P⁴，则Y为Si，Z为S元素；L处于第四周期，L元素原子的基态未成对电子数是同周期最多的元素，则价电子构型为3d⁵4s¹，故L为Cr元素．
（1）L为Cr元素，其最高正价为+6；
（2）元素X与Y形成的化合物为SiO₂，属于原子晶体，晶体中每个Si原子与周围4个O原子形成4个Si-O键；
（3）元素M是周期表中电负性最强的元素，则M为F元素，O元素与氟元素形成的化合物OF₂，计算O原子价层电子对数、孤电子对数，进而确定杂化方式与空间构型；
（4）氧与碳、氢、三种元素形成的相对分子质量最小的分子为HCHO，含有2个C-H键、1个C=O双键，单键为δ键，双键有1个δ键、1个π键；
（5）由晶胞结构可知，Z离子位于晶胞的体心、顶点、面心、棱上，利用均摊法计算Z离子数目．

解答： 解：X、Y、Z、L四种元素分别位于周期表中三个紧相邻的周期且原子序数依次增大，X元素原子的价电子构型为nSⁿnP²ⁿ，由于S能级只能容纳2个电子，且P能级容纳电子，则n=2，可推知X为O元素；Y 和Z位于同一周期，只能处于第三周期，最外层都有两个未成对电子，价电子构型为3S²3P²、3S²3P⁴，则Y为Si，Z为S元素；L处于第四周期，L元素原子的基态未成对电子数是同周期最多的元素，则价电子构型为3d⁵4s¹，故L为Cr元素，
（1）L为Cr元素，元素在周期表中的位置是第四周期ⅥB族，该原子核外电子排布式是：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，其最高正价为+6，最高价氧化物对应的水氧化物的化学式是H₂CrO₄、H₂Cr₂O₇，
故答案为：第四周期ⅥB族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；H₂CrO₄、H₂Cr₂O₇；
（2）元素X与Y形成的化合物为SiO₂，属于原子晶体，晶体中每个Si原子与周围4个O原子形成4个Si-O键，则1mol该化合物含有的化学键数为4N_A，
故答案为：原子晶体；4N_A；
（3）元素M是周期表中电负性最强的元素，则M为F元素，O元素与氟元素形成的化合物OF₂中O原子孤电子对数为

6-1×2

2

=2、价层电子对数为2+2=4，故O原子采取sp³杂化，为V型结构，
故答案为：V型；sp³；
（4）氧与碳、氢、三种元素形成的相对分子质量最小的分子为HCHO，含有2个C-H键、1个C=O双键，故分子有个3个δ键，1个π键，故答案为：3；1；
（5）由晶胞结构可知，Z离子位于晶胞的体心、顶点、面心、棱上，则晶胞中Z离子数目为1+8×

1

8

+2×

1

2

+4×

1

4

=4，故答案为：4．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、晶胞结构与计算、分子结构、化学键等，（1）中化学式书写为易错点、难点，中学教材基本不涉及，题目难度较大．