题目内容

2．元素X基态原子核外电子数为29，元素Y位于X的前一周期且最外层电子数为1，元素Z基态原子3p轨道上有4个电子，元素P原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，元素Q基态原子2p半充满．请回答下列问题：
（1）写出X基态原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1．
（2）Q的气态氢化物分子中Q原子轨道杂化类型是sp3，该分子的空间构型为三角锥．
（3）P与Q的第一电离能的大小关系为N＞O．
（4）Z的氢化物在乙醇中的溶解度小于P的氢化物的原因是H2O与乙醇分子间形成氢键．
（5）Y与P形成的化合物晶胞结构如图，晶胞参数a=0.566nm，晶饱中P原子的配位数为8，计算该晶体的密度为2.27g/cm3．

分析 元素X基态原子核外电子数为29，则X为Cu，元素Y位于X的前一周期即第三周期，且最外层电子数为1，则Y为Na，元素Z基态原子的3p轨道上有4个电子，则Z是S元素；元素P的原子最外层电子数是其内层的3倍，元素最外层电子数小于或等于8，所以P是O元素，元素Q基态原子2p半充满，则Q为N，据此答题．

解答 解：元素X基态原子核外电子数为29，则X为Cu，元素Y位于X的前一周期即第三周期，且最外层电子数为1，则Y为Na，元素Z基态原子的3p轨道上有4个电子，则Z是S元素；元素P的原子最外层电子数是其内层的3倍，元素最外层电子数小于或等于8，所以P是O元素，元素Q基态原子2p半充满，则Q为N，
（1）X为Cu，X基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；
（2）Q为N，Q的气态氢化物为氨，氨分子中氮原子的价层电子对数为$\frac{5+3}{2}$=4，所以轨道杂化类型是sp3，分子中有一对孤电子对，该分子的空间构型为三角锥形，
故答案为：sp3；三角锥；
（3）P是O元素，Q为N，由于氮原子的最外层是半充满状态，是一种稳定结构，所以O与N的第一电离能的大小关系为N＞O，
故答案为：N＞O；
（4）Z是S元素，是O元素，硫化氢与乙醇不能形成氢键，而水能与乙醇形成氢键，所以硫化氢在乙醇中的溶解度小于Y水在乙醇中的溶解度，
故答案为：H2O与乙醇分子间形成氢键；
（5）Y为Na，P是O元素，钠与氧形成的化合物的阴阳离子个数之比为1：2，根据晶胞的结构图可知，图中空心球为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，而实心球为8个，所以空心球为氧离子，实心球为钠离子，以顶点上的氧离子为例，根据图可知，与氧离子最近的钠离子有8个，所以氧离子的配位数为8，晶胞参数a=0.566nm，该晶体的密度为$\frac{\frac{4×（46+16）}{{N}_{A}}g}{（{0.566nm）}^{3}}$=$\frac{4×62}{（0.566×10{\;}^{-7}）^{3}×6.02×10{\;}^{23}}$g/cm3=2.27g/cm3，
故答案为：8；2.27．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、杂晶胞计算、氢键、原子杂化方式、第一电离能等，注意对基础知识的理解掌握，题目难度中等．

练习册系列答案
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