Question

原子序数依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七种元素，核电荷数均小于36．已知X的一种1：2型氢化物分子中既有σ键又有π键，且所有原子共平面；Z的L层上有2个未成对电子；Q原子s能级与p能级电子数相等；G为金属元素；R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料；T处于周期表的d区，且原子序数是d区中最大的．
（1）Y原子核外共有

 

种不同运动状态的电子，T原子有

 

种不同能级的电子．
（2）X、Y、Z的最简单氢化物的稳定性由弱到强的顺序是

 

（3）由X、Y、Z形成的离子ZXY^-与XZ₂互为等电子体，则ZXY^-中X原子的杂化轨道类型为

 

．
（4）Z与R能形成化合物甲，1mol甲中含

 

mol化学键，甲与氢氟酸反应，生成物的分子空间构型分别为

 

，

 

．
（5）G、Q、R氟化物的熔点如下表，造成熔点差异的原因为

 

．

氟化物	G的氟化物	Q的氟化物	R的氟化物
熔点/K	993	1539	183

（6）T与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图1所示．该合金的化学式为

 

．
（7）丁二酮肟常用于检验T²⁺：在稀氨水中，丁二酮肟与T²⁺反应生成鲜红色沉淀，其结构如图2所示．该结构中，除共价键外还存在配位键和氢键，请在图中用箭头和“…”表示出配位键和氢键．

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的一种氢化物分子中既有σ键又有π键，说明分子里有双键或参键，且X的一种氢化物为1：2型且所有原子共平面，则X应为C元素，它的1：2型氢化物为乙烯；
Z的L层上有2个未成对电子，即核外电子排布为：1s²2s²2p²或1s²2s²2p⁴，X、Y、Z原子序数依次增大，所以Z为O元素、Y为氮元素；
Q原子s能级与p能级电子数相等，则Q的核外电子排布为1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，由于Q的原子序数比Z大，而Z的电子排布为：1s²2s²2p⁴，所以Q的电子排布为：1s²2s²2p⁶3s²，即Q为Mg元素；
而G为金属元素且原子序数介于氧和镁元素之间，所以G为钠元素；
R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料，R为Si元素；
T处于周期表的d区，且原子序数是d区中最大的，且核电荷数小于36，根据元素周期表可知，T为Ni元素，
据此以上分析及元素周期律知识解答（1）-（5）；
（6）利用均摊法计算晶胞中含有的原子数；
（7）中心原子提供空轨道配体提供孤电子对形成配位键；氢键存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的H与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间．

解答： 解：X的一种氢化物分子中既有σ键又有π键，说明分子里有双键或参键，X的一种氢化物为1：2型且所有原子共平面，所以X应为碳元素，它的1：2型氢化物为乙烯；Z的L层上有2个未成对电子，即核外电子排布为1s²2s²2p²或1s²2s²2p⁴，X、Y、Z原子序数依次增大，所以Z为氧元素，且Y为氮元素；Q原子s能级与p能级电子数相等，则Q的核外电子排布为1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，由于Q的原子序数比Z大，而Z的电子排布为1s²2s²2p⁴，所以Q的电子排布为1s²2s²2p⁶3s²，即Q为镁元素，而G为金属元素且原子序数介于氧和镁元素之间，所以G为钠元素；R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料，R为硅元素；T处于周期表的d区，且原子序数是d区中最大的，且核电荷数小于36，根据元素周期表可知，T为镍元素，
（1）Y为N元素，核外电子排布式为1s²2s²2p³，所以7种不同运动状态的电子；
T为Ni元素，它的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，所以它有7个能级，
故答案为：7；7；
（2）C、N、O位于元素周期表同一周期，且原子序数依次增大，根据元素周期律可知，它们的最简单氢化物的稳定性由弱到强，则X、Y、Z的最简单氢化物的稳定性由弱到强的顺序为：CH₄＜NH₃＜H₂O，
故答案为：CH₄＜NH₃＜H₂O；
（3）OCN^-与CO₂互为等电子体，所以它们结构相似，在二氧化碳中碳的价层电子对数为：

4

2

=2，所以碳的杂化方式为sp杂化，
故答案为：sp杂化；
（4）化合物甲为二氧化硅，在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有四个Si-O键，所以1mol二氧化硅中含有4molSi-O键；
SiO₂与HF反应的方程式为：SiO₂+4HF=SiF₄+2H₂O，其中SiF₄中硅原子的价层电子对数为：

4+4

2

=4，所以SiF₄的空间构型为正四面体，H₂O中氧原子的价层电子对数为：

6+2

2

=4，所以H₂O的空间构型为V形，
故答案为：4；正四面体形；V形；
（5）在NaF、MgF₂、SiF₄中NaF与MgF₂为离子晶体，SiF₄为分子晶体，故SiF₄的熔点低，Mg²⁺的半径比Na⁺的半径小，电荷数高，晶格能MgF₂＞NaF，故MgF₂的熔点比NaF高，
故答案为：NaF与MgF₂为离子晶体，SiF₄为分子晶体，故SiF₄的熔点低，Mg²⁺的半径比Na⁺的半径小，电荷数高，晶格能MgF₂＞NaF，故MgF₂的熔点比NaF高；
（6）在镍与镧形成的晶钵中镧原子分布在立方体的八个顶点上，数目为：8×

1

8

=1，镍原子分布在体心和侧面的面心以及上下底面上，数目为1+8×

1

2

=5，所以合金的化学式为LaNi₅，故答案为：LaNi₅；
（7）中心原子提供空轨道配体提供孤电子对形成配位键，氢键存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的H与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间，在图中用箭头和“…”表示出配位键和氢键为，故答案为：．

点评：本题考查了位置结构与性质的关系，题目难度中等，试题涉及等电子体、原子核外电子排布、元素周期律、晶体的性质、晶胞的计算等知识点，综合性较强、知识点较多，正确推断各元素为解答关键．