Question

17．X、Y、Z、W、N是原子序数依次增大的前四周期元素，其中X的s能级电子数是p能级电子数的2倍，Y的原子核外有3个未成对电子，Z的基态原子M层与K层电子数相等，Y与Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，N⁺原子核外有3个电子层且各层均处于全满状态．回答下列问题：
（1）N的基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）Z的氢化物的化学式为MgH₂，其晶体类型为离子晶体．
（3）X与Y原子结合形成的晶体结构类似金刚石，其熔点大于（填“大于”、“等于”或“小于”）金刚石，其原因是碳原子半径大于氮原子半径，所以C-C键能小于C-N键．
（4）XW₄是常见的容剂，则X的杂化类型为sp3杂化．
（5）YW₃可作为一种消毒剂，其中心原子价层电子对数为4，分子的空间构型为三角锥形．
（6）N与W形成的化合物晶胞结构如图所示，则W的配位数为4，该化合物的化学式为CuCl．若该晶胞边长为a pm，则该晶体密度为$\frac{398}{{N}_{A}{a}^{3}}×1{0}^{30}$g/cm²（列出计算式）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、N是原子序数依次增大的前四周期元素，其中X的s能级电子数是p能级电子数的2倍，则X为C元素，Z的基态原子M层与K层电子数相等，则Z为Mg元素，Y的原子核外有3个未成对电子，Y的原子序数小于镁，则Y为N元素，N⁺原子核外有3个电子层且各层均处于全满状态，则N为Cu，Y与Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，即W的最外层有7个电子，且原子序数小于铜大于镁，则W为Cl元素，据此答题；

解答 解：X、Y、Z、W、N是原子序数依次增大的前四周期元素，其中X的s能级电子数是p能级电子数的2倍，则X为C元素，Z的基态原子M层与K层电子数相等，则Z为Mg元素，Y的原子核外有3个未成对电子，Y的原子序数小于镁，则Y为N元素，N⁺原子核外有3个电子层且各层均处于全满状态，则N为Cu，Y与Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，即W的最外层有7个电子，且原子序数小于铜大于镁，则W为Cl元素，
（1）N为Cu，是29号元素，所以N的基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；  
（2）Z为Mg元素，Z的氢化物的化学式为MgH₂，其晶体类型为离子晶体，
故答案为：MgH₂；离子晶体；
（3）X为C元素，Y为N元素，X与Y原子结合形成的晶体结构类似金刚石，都是原子晶体，由于碳原子半径大于氮原子半径，所以C-C键能小于C-N键，所以其熔点大于金刚石，
故答案为：大于；碳原子半径大于氮原子半径，所以C-C键能小于C-N键；
（4）XW₄为CCl₄，C原子的价层电子对数为$\frac{4+4}{2}$=4，所以碳原子的杂化类型为sp3杂化，
故答案为：sp3杂化；
（5）NCl₃中，其中心原子氮原子的价层电子对数为$\frac{5+3}{2}$=4，有一对孤电子对，所以分子的空间构型为三角锥形，
故答案为：4；三角锥形；
（6）Cu与Cl形成的化合物晶胞结构如图所示，以顶点氯原子为例，每个氯原子周围距离最近的铜原子有4个，所以Cl的配位数为4，根据均摊法可知，每个晶胞中含有氯原子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，铜原子数为4，所以该化合物的化学式为 CuCl，若该晶胞边长为a pm，则该晶体密度为 $\frac{\frac{4×99.5}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm³=$\frac{398}{{N}_{A}{a}^{3}}×1{0}^{30}$g/cm³，
故答案为：4；CuCl；$\frac{398}{{N}_{A}{a}^{3}}×1{0}^{30}$．

点评 本题是对物质结构的考查，推断元素是解题关键，涉及核外电子排布、杂化方式、化学键、晶胞计算等，是对学生综合能力的考查．