Question

X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常见的元素，其相关信息如下表：

	相关信息
X	X原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍
Y	Y原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子
Z	Z的基态原子最外层电子排布式为：nsnnpn+2
W	W的原子序数为24

（1）W的元素符号是；基态W原子的电子排布式为

 

．
（2）Z元素属于元素周期表中

 

区元素．
（3）X、Y、Z三种元素电负性由小到大的顺序是

 

（用元素符号表示）．
（4）用价层电子对互斥理论推测XZ^32-的立体构型是；Y的氢化物Y₂H₄
分子中Y原子轨道杂化类型是

 

．Y₂H₄在一定条件下可与Y2Z4发生反应生成Y单质，若反应中有8mol Y-H键断裂，则形成的π键有

 

．
（5）铅、钡、Z形成的化合物的晶胞结构中，若Ba²⁺处于晶胞中心，Z^2-处于晶胞棱边的中心，Pb⁴⁺应处于立方晶胞的顶点，该化合物的化学式为

 

．假设该晶胞的棱长为apm，该晶胞的密度为

 

g/cm³（列式计算），Pb⁴⁺与Ba²⁺之间的距离为

 

pm（用a表示）．

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：X原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，所以X有两层，最外层电子数为4，X为碳元素，Y原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子，则Y 为氮元素，Z的基态原子最外层电子排布式为：nsⁿnpⁿ⁺²，可知n=2，所以Z为氧元素，W的原子序数为24，为铬元素，据此答题；

解答： 解：X原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，所以X有两层，最外层电子数为4，X为碳元素，Y原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子，则Y 为氮元素，Z的基态原子最外层电子排布式为：nsⁿnpⁿ⁺²，可知n=2，所以Z为氧元素，W的原子序数为24，为铬元素，
（1）W是铬元素，它的元素符号是Cr，基态铬原子的电子排布式为1s² 2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，故答案为：Cr；1s² 2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；
（2）Z为氧元素，最外层电子在p轨道上，属于元素周期表中P区元素，故答案为：P；
（3）X、Y、Z分别 为C、N、O，根据元素周期律，同周期元素从左向右，电负性逐渐增大，所以三种元素电负性由小到大的顺序是C＜N＜O，故答案为：C＜N＜O；
（4）XZ₃^2-为CO₃^2-，碳原子的价层电子对数为

4+2

2

=3，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知，它的立体构型是平面三角形；在N₂H₄分子中N原子价层电子对数为

5+2+1

2

=4，所以氮原子轨道杂化类型是 sp³杂化，N₂H₄在一定条件下可与N₂O₄发生反应生成N₂单质，若反应中有8molN-H键断裂，即有2molN₂H₄参加反应，根据反应2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O可知，可以生成3mol氮气，而第个氮分子中有2个π键，所以形成的π键有6mol，故答案为：平面三角形；sp³；6mol；
（5）铅、钡、Z形成的化合物的晶胞结构中，若Ba²⁺处于晶胞中心，Z^2-处于晶胞棱边的中心，Pb⁴⁺应处于立方晶胞的顶点，根据均摊法可知，在每个晶胞中含有Ba²⁺数为1，O^2-数为12×

1

4

=3，Pb⁴⁺数为8×

1

8

=1，所以该化合物的化学式为BaPbO₃，若该晶胞的棱长为apm，该晶胞的密度为

137+207+48 NA

(a×10-10)3

g/cm³=

392

NAa3×10-30

g/cm³，Pb⁴⁺与Ba²⁺之间的距离为晶胞体对角线的一半，所以为

3 a

2

pm，故答案为：BaPbO₃；

392

NAa3×10-30

；

3 a

2

；

点评：本题主要考查了原子核外电子排布、电负性、杂化轨道、晶胞的计算等知识点，有一定的难度，解题的关键是根据原子结构确定元素种类，解题时要注意物质结构知识的灵活运用．