Question

两种位于不同短周期元素X、Y，其原子序数相差4，X的基态原子的价电子层排布为 ns¹，Y的基态原子的价电子层排布为 ns²np³，它们能形成两种化合物X₃Y和XY₃．
（1）画出Y原子的电子排布图（轨道表示式）：

 

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（2）请用“＞”或“＜”比较原子半径或离子半径的大小：r（X）

 

r（Y）、r（X⁺）

 

r（Y^3-）．
（3）下列各图中，可能是X₃Y晶体晶胞的是

 

（“○”表示阳离子，“●”表示阴离子，大图表示晶胞，小图表示晶胞的

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）．

（4）XY₃中的阴离子与CO₂是等电子体，则该阴离子的空间构型是

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,微粒半径大小的比较,判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：从L层开始出现p能级，所以短周期元素n=2或3，因此X可能是Li或Na，Y可能是N或P，两种位于不同短周期元素且原子序数相差4，因此确定X为Na，Y为N．
（1）N核外电子数为7，电子排布式为1s² 2s²2p³，结合泡利原理和洪特规则书写电子排布图；
（2）同一周期从左到右，原子半径逐渐减小，同主族自上而下，原子半径逐渐增大，核外电子排布相同时，质子数越大，半径越小；
（3）X₃Y晶体为Na₃N晶体，阳离子与阴离子比为3：1，根据小图表示晶胞的

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按照均摊法判断离子个数比；
（4）等电子体具有相同的空间构型，根据二氧化碳的空间构型即可得到Na₃N中的阴离子的空间构性．

解答： 解：从L层开始出现p能级，所以短周期元素n=2或3，因此X可能是Li或Na，Y可能是N或P，两种位于不同短周期元素且原子序数相差4，因此确定X为Na，Y为N．
（1）N核外电子数为7，电子排布式为1s² 2s²2p³，结合泡利原理和洪特规，电子排布图为，
故答案为：；
（2）同一周期从左到右，原子半径逐渐减小，因此Li的原子半径大于N的原子半径，同主族自上而下，原子半径逐渐增大，因此Li的原子半径小于Na的原子半径，所以Na的原子半径大于N的原子半径；钠离子和氮离子具有相同的核外电子排布，钠离子的质子数多，所以半径较小，
故答案为：＞；＜；（3）X₃Y晶体为Na₃N晶体，阳离子与阴离子比为3：1，
a、小图钠离子与氮离子个数比为4×

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：4×

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=1：1，故a错误；
b、小图钠离子与氮离子个数比为1×1：4×

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=2：1，故b错误；
C、小图钠离子与氮离子个数比为（1×1+4×

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）：4×

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=3：1，故c正确；
故答案为：c；
（4）二氧化碳的结构式为O=C=O，碳原子采取sp杂化，空间构型为直线形，因此Na₃N中的阴离子的空间构型为直线形，
故答案为：直线形．

点评：本题考查了原子结构和性质，涉及核外电子排布式（图）的书写、微粒半径大小比较，均摊法计算晶胞离子比、等电子体的性质和分子的空间构型等，综合性较强，符合高考多点考查的特点，注意培养相关解题方法、化学原理的积累和应用能力．