Question

4．在周期表中1～36号之间的W、X、Y、Z、Q六种元素，它们的原子序数依次增大，已知W与其余五种元素既不同周期也不同主族，X原子的L层p轨道中有2个电子，Y元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子，Z元素原子基态时，核外电子排布在3个能级上，且有2个未成对电子．Q元素在第四周期，原子的K层电子数与最外层电子数之比为2：1，其d轨道处于全充满状态．
（1）按电子排布，Q元素在周期表中属ds区．
（2）第一电离能Y＞Z，电负性Y＜Z（填“＞”，“=”或“＜”）．
（3）W与Z形成的常见化合物有W₂Z、W₂Z₂，W与Y能形成多种二元化合物，如YW₃、Y₂W₄、Y₃W₅、Y₄W₆…，W₂Z分子中Z原子的杂化类型为sp3杂化，YW₃分子的立体构型为三角锥形，YW₃极易溶于W₂Z的主要原因有都是极性分子，相似相溶；NH₃与H₂O分子间可形成氢键；NH₃与H₂O发生反应．
（4）若向含有Q²⁺的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，得到深蓝色溶液后再加乙醇，有深蓝色晶体析出，该晶体阳离子中含有的化学键有配位键、极性键．
（5）Q⁺与Y^3-形成的晶胞结构如图所示，阴、阳离子间的核间距为 a pm，阿伏加德罗常数用NA 表示，则晶体的密度为$\frac{2.6×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 已知W与其余五种元素既不同周期也不同主族，而且原子序数最小，所以W是氢元素，X原子的L层p轨道中有2个电子，所以X是碳元素，Y元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子，所以Y元素是氮元素，Z元素原子基态时，核外电子排布在3个能级上，且有2个未成对电子原子序数比氮大，所以Z是氧元素，Q元素在第四周期，原子的K层电子数与最外层电子数之比为2：1，其d轨道处于全充满状态，所以核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，由此分析解答．

解答 解：（1）核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，所以Q元素在周期表中属ds 区，故答案为：ds；
（2）氮核外电子排布处于半满状态，所以第一电离能Y＞Z，同周期从左往右电负性增强，所以电负性Y＜Z，故答案为：＞；＜；
（3）H₂O分子中O原子的杂化类型为sp3杂化，NH₃分子中N原子的杂化类型为sp3杂化，分子的立体构型为三角锥形，氨气与水分子间存在氢键，所以NH₃极易溶于H₂O，氨气与水反应生成一水合氨，故答案为：sp3杂化；三角锥形；都是极性分子，相似相溶；NH₃与H₂O分子间可形成氢键；NH₃与H₂O发生反应；
（4）硫酸铜溶液中滴加过量氨水，得到深蓝色溶液后再加乙醇，有深蓝色晶体析出，[Cu（NH₃）₄]²⁺中含有的化学键有配位键、极性键，故答案为：配位键、极性键（5）Cu⁺与N^3-形成的晶胞结构如图所示，则晶胞边长为2acm，该晶胞中灰色球个数=8×$\frac{1}{8}$=1、黑色球个数=12×$\frac{1}{4}$=3，根据化合价知，灰色球表示氮离子、黑色球表示亚铜离子，与同一个N^3-相连的Cu⁺有6个，该晶体的密度=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{64×3+14}{{N}_{A}}}{（2a×1{0}^{-10}）^{3}}$=$\frac{2.6×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，故答案为：$\frac{2.6×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、分子空间构型、元素周期律、原子核外电子排布等知识点，综合性较强，明确基本原理及基本计算是解本题关键，难点是晶胞计算，题目难度中等．