Question

已知元素X、Y、Z、W、Q均为短周期元素，原子序数依次增大，X基态原子的核外电子分布在3个能级，且各能级电子数相等，Z是地壳中含量最多的元素，W是电负性最大的元素，元素Q的核电荷数等于Y、W原子的最外层电子数之和．另有R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，外围电子层有2个未成对电子，请回答下列问题．

（1）微粒XZ₃^2-的中心原子杂化类型为

 

化合物YW₃的空间构型为

 

（2）R基态原子的电子排布式为

 

，元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为

 

（用元素符号表示）．
（3）一种新型导体晶体的晶胞如右图所示，则该晶体的化学式为

 

，其中一个Q原子紧邻

 

个R原子．
（4）R的氢氧化物能溶于含XY^-离子的溶液生成一种配离子，该反应的离子方程式是

 

，弱酸HXY分子中存在的键与键的数目之比为

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：元素X、Y、Z、W、Q均为短周期元素，原子序数依次增大．X基态原子核外电子分布在3个能级，各能级电子数相等，其电子排布为1s²2s²2p²，则X为C；
Z是地壳中含量最多的元素，则Z为O，所以Y为N；
W是电负性最大的元素，则W为F；
元素Q的核电荷数等于Y、W原子最外层电子数之和，则Q的核电荷数为5+7=12，则Q为Mg；
另有R元素位于周期表第4周期第VIII族，价层电子中有两个未成对电子，电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，则R为Ni元素，以此来解答各小题即可．

解答： 解：依据分析可知：X为碳、Y为氮、Z为氧、W为氟、Q为镁、R为镍，
（1）微粒CO₃^2-的中心原子价电子数4+

4+2-2×3

2

=4，为sp³杂化，化合物NF₃的空间构型与氨气相似，为三角锥形，故答案为：sp³；三角锥形；
（2）R的原子序数为28，其基态原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²，N的2p电子半满为稳定结构，非金属性强的第一电离能大，则元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；N＞O＞C；
（3）Mg位于顶点，个数为8×

1

8

=1，C位于体心，个数为1，Ni位于面心，个数为6×

1

2

=3，则晶体的化学式为MgCNi₃或Mg Ni₃C，Q与R最近距离在面上，1个Q紧邻R原子的个数为3×8×

1

2

=12，故答案为：MgCNi₃或Mg Ni₃C；12；
（4）R的氢氧化物能溶于含XY^-离子的溶液生成一种配离子[R（XY）₄]^2-，该反应的离子方程式是Ni（OH）₂+4CN^-=[Ni（CN）₄]^2-+2OH^-，弱酸HXY分子，结构式为H-C≡N，单键为σ键，三键中有1个σ键、2个π键，则存在的σ键与π键的数目之比为1：1，
故答案为：Ni（OH）₂+4CN^-=[Ni（CN）₄]^2-+2OH^-；1：1．

点评：本题考查较综合，涉及元素的推断、晶胞计算、电子排布等，注重高频考点的训练，侧重位置、结构、性质及原子结构与晶体的分析与推断能力的综合考查，题目难度中等．