Question

已知元素

 

Y、Z、W、R为前四周期元素，且原子序数依次增大．X基态原子核外有三个未成对电子，Z、W分别是短周期中电负性最大和最小的元素；R²⁺离子的3d轨道中有三对成对电子．请回答下列问题：
（1）R基态原子的电子排布式为

 

，元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）

 

．
（2）化合物XZ₃的空间构型为

 

，R²⁺与NH₃形成的配离子中，提供孤对电子的是

 

．
（3）Z的氢化物由固体变为气态所需克服的微粒间的作用力是

 

．
（4）Z、W、R形成某种化合物的晶胞结构如右图所示，其化学式为

 

．
（5）XY₂^-能被酸性KMnO₄溶液氧化，其中MnO₄^-被还原为Mn²⁺，反应的离子方程式是

 

．

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、Y、Z、W、R为前四周期元素，且原子序数依次增大，Z、W分别是短周期中电负性最大和最小的元素，则Z为氟元素，W为钠元素，X基态原子核外有三个未成对电子，所以X在第ⅤA族，原子序数小于Z，所以X为氮元素，Y的原子序数介于X、Z之间，所以Y为氧元素，R²⁺离子的3d轨道中有三对成对电子，所以R为镍元素，据此答题；

解答： 解：X、Y、Z、W、R为前四周期元素，且原子序数依次增大，Z、W分别是短周期中电负性最大和最小的元素，则Z为氟元素，W为钠元素，X基态原子核外有三个未成对电子，所以X在第ⅤA族，原子序数小于Z，所以X为氮元素，Y的原子序数介于X、Z之间，所以Y为氧元素，R²⁺离子的3d轨道中有三对成对电子，所以R为镍元素，
（1）R为镍元素，是28号元素，其基态原子的电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁸4S²，元素X、Y、Z分别为N、O、F，根据元素周期律，同一周期中从左向右，第一电离能逐渐增大，但由于氮原子最外层p轨道处于半满状态，第一电离能高于相邻主族同周期元素，所以N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O，
故答案为：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁸4S²；F＞N＞O；
（2）化合物XZ₃为NF₃，其中心原子氮原子的价层电子对数为

5+3

2

=4，有一对孤电子对，所以NF₃的空间构型为三角锥形，Ni²⁺与NH₃形成的配离子中，NH₃做配体，氮原子提供孤对电子，故答案为：三角锥形；N；
（3）由于HF分子间存在着氢键，所以HF由固体变为气态所需克服的微粒间的作用力是有氢键和范德华力，故答案为：氢键和范德华力；
（4）Z、W、R分别为F、Na、Ni根据晶胞结构图利用均摊法可知，在每个晶胞中含有F原子的个数为12×

1

4

=3，Ni原子的个数为8×

1

8

=1，Na原子的个数为1，所以其化学式为NaNiF₃，故答案为：NaNiF₃；
（5）XY₂^-为NO₂^-，被酸性KMnO₄溶液氧化，其中MnO₄^-被还原为Mn²⁺，NO₂^-被氧化成NO₃^-，根据电荷守恒和元素守恒可知，反应的离子方程式为5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O，故答案为：5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O；

点评：本题主要考查了第一电离能、分子空间构型、晶胞的计算、氧化还原反应等知识点，中等难度，综合性较强，解题时注意根据原子结构的特点确定元素种类．