Question

（8分）【化學(xué)—物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
已知a、b、x、y、z五種元素的原子序數(shù)依次增大，其中a原子的半徑是所有原子中半徑最小的，b原子中的電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，y原子的L層有2對(duì)成對(duì)電子，z元素的電負(fù)性是前四周期中最小的。
（1）x、y兩種元素的第一電離能的大小為x      y（填“>”、“<”或“=”），用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋原因                                         ；
（2）固體物質(zhì)M的化學(xué)式為x a ₅，它的所有原子最外層都符合相應(yīng)的稀有氣體原子的最外電子層結(jié)構(gòu)。則該化合物中a元素的化合價(jià)為       和        ；該化合物中x原子的雜化方式為　　　　；
（3）如果把晶胞頂點(diǎn)與最近三個(gè)面心所圍成的空隙叫做四面體空隙，z原子可作為容體摻入C₆₀晶體的空隙中，形成具有良好的超導(dǎo)性的摻雜C₆₀化合物�，F(xiàn)把C₆₀ 抽象成質(zhì)點(diǎn)，該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，若每個(gè)四面體空隙填入一個(gè)z元素的原子，則 z元素全部填滿C₆₀晶體的四面體空隙后，所形成的摻雜C₆₀化合物的化學(xué)式為     。

Answer 1

（1）>（每空1分），O原子的價(jià)電子排布為2s²2p⁴，N原子的價(jià)電子排布為2s²2p³，p軌道為半充滿比較穩(wěn)定，比氧原子難以失去電子（2分）
（2）+1  －1（2分）；；sp³（1分）
（4）K₂C₆₀（2分）

本題的重點(diǎn)是通過物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論對(duì)物質(zhì)進(jìn)行推斷。a原子半徑最小，故為H，b電子有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即有6個(gè)電子，為C，yL層有2對(duì)電子，共有6個(gè)電子，為O，x為N，z的電負(fù)性前四周期最小，電負(fù)性變化規(guī)律為同周期從左到右增大，同主族從上到下減小，故為K。且電負(fù)性x<y，NH₅實(shí)際為NH₄H ，NH中H為+1價(jià)，N進(jìn)行sp³雜化，后面H為-1價(jià)。從圖可以看出，C₆₀，有8×+6×=4，該晶胞化為8個(gè)正方體（其中4個(gè)頂點(diǎn)有C₆₀，構(gòu)成正四面體），填充8個(gè)K，K：C₆₀=2:1，故為K₂C₆₀。