Question

已知M、R、T、X、Y、Z六種元素的原子序數(shù)依次遞增的前四周期元素，M位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同；R的基態(tài)原子中電子占據(jù)四個(gè)原子軌道（空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)）；T的基態(tài)原子的核外未成對(duì)電子數(shù)是同周期元素中最多的．Y是電負(fù)性最大的元素，Z是最外層電子數(shù)最少的元素中電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最多的元素．
請(qǐng)回答下列問題：（答題時(shí)，M、R、T、X、Y、Z用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）
（1）T的核外電子排布圖為

 

，Z的一價(jià)陽離子的價(jià)層電子排布式

 

．
（2）M和R形成的原子個(gè)數(shù)比為2：1的氣態(tài)化合物為石油化工的基本原料，該物質(zhì)中R原子的雜化方式為

 

該化合物中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為

 

．
（3）T、X、Y與M形成的簡(jiǎn)單化合物的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?div id="q4mggl0" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（用化學(xué)式表示）．
（4）XY₂的空間立體構(gòu)型為

 

，M₂X與XY₂的分子的極性強(qiáng)弱的關(guān)系為

 

＞

 

（用化學(xué)式表示）．
電負(fù)性F：4.0 O：3.5 H：2.1 S：2.5 Be：1.5
從原子的電負(fù)性，中心原子的孤對(duì)電子等角度解釋極性強(qiáng)弱的原因是

 

．
（5）查閱有關(guān)金屬晶體資料得到

堆積模型	空間利用率	配位數(shù)
bcp	68%	8
hcp	74%	12
ccp（fcc）	74%	12

Z的原子半徑為a pm，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，則Z的晶體堆積模型為

 

，該金屬單質(zhì)的密度為

 

g/cm³（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：Y是電負(fù)性最大的元素，應(yīng)為F，T的基態(tài)原子的核外未成對(duì)電子數(shù)是同周期元素中最多的，且核電荷數(shù)小于F，應(yīng)為N元素，M位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同，應(yīng)為H元素，R的基態(tài)原子中電子占據(jù)四個(gè)原子軌道（空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），核外電子排布為1s²2s²2p²，應(yīng)為C元素，則由核電荷數(shù)關(guān)系可知X只能為O，Z是最外層電子數(shù)最少的元素中電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最多的元素，在前四周期中只有Cu符合，結(jié)合對(duì)應(yīng)單質(zhì)、化合物的性質(zhì)以及題目要求解答該題．

解答： 解：Y是電負(fù)性最大的元素，應(yīng)為F，T的基態(tài)原子的核外未成對(duì)電子數(shù)是同周期元素中最多的，且核電荷數(shù)小于F，應(yīng)為N元素，M位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)相同，應(yīng)為H元素，R的基態(tài)原子中電子占據(jù)四個(gè)原子軌道（空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），核外電子排布為1s²2s²2p²，應(yīng)為C元素，則由核電荷數(shù)關(guān)系可知X只能為O，Z是最外層電子數(shù)最少的元素中電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最多的元素，在前四周期中只有Cu符合，
（1）T為N元素，原子核外有2個(gè)電子層，核外電子排布圖為，Z為Cu一價(jià)陽離子的價(jià)層電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，
故答案為：；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（2）H和C形成的原子個(gè)數(shù)比為2：1的氣態(tài)化合物為石油化工的基本原料為C₂H₄，C₂H₄分子中C原子有3個(gè)σ鍵，無孤電子對(duì)，軌道的雜化類型為sp²雜化，1個(gè)C₂H₄分子中含有5個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵，σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為5：1，
故答案為：sp²雜化；5：1；
（3）N、O、F與M形成的簡(jiǎn)單化合物分別為NH₃、H₂O、HF，應(yīng)非金屬性F＞O＞N，HF中含有的氫鍵作用力大于水和氨氣，但水中含有的氫鍵數(shù)目最多，沸點(diǎn)高低順序?yàn)镠₂O＞HF＞NH₃，
故答案為：H₂O＞HF＞NH₃；
（4）XY₂為OF₂，O形成2個(gè)δ鍵，孤對(duì)電子數(shù)為

6-2

2

=2，具有水的空間構(gòu)型，為V形，H₂O與OF₂的分子，氧與氫的電負(fù)性差值=3.5-2.1=1.4，氧與氟的電負(fù)性差值=3.5-4.0=-0.5，所以氧與氫的電負(fù)性差值＞氧與氟的電負(fù)性差，形成共價(jià)鍵的兩種元素的電負(fù)性之差越大，則極性越強(qiáng)，所以極性H₂O＞OF₂，且OF₂中氧原子上有2對(duì)孤對(duì)電子，抵消了O-F鍵中共用電子對(duì)偏向F而產(chǎn)生的極性，
故答案為：V形；H₂O；HF；氧與氫的電負(fù)性差值＞氧與氟的電負(fù)性差，OF₂中氧原子上有2對(duì)孤對(duì)電子，抵消了O-F鍵中共用電子對(duì)偏向F而產(chǎn)生的極性；
（5）銅晶胞中銅原子位于頂點(diǎn)和面心，即晶胞類型為面心立方堆積，銅原子半徑為a pm，即a×10^-10cm，則則晶胞邊長(zhǎng)=2

2

a×10^-10cm，晶胞體積V=（2

2

a×10^-10cm）³，每個(gè)晶胞中銅原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，
則ρ=

m

V

=

M NA ×4

V

=

256 NA

(2 2 a×10-10)3

=

8 2

a3?NA

×10³⁰g/cm³；
故答案為：面心立方堆積；

8 2

a3?NA

×10³⁰g/cm³．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，涉及原子雜化方式的判斷、價(jià)電子排布式的書寫、元素周期律、晶胞的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，題目綜合性較強(qiáng)，注意根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論、構(gòu)造原理等知識(shí)來分析解答，題目難度大．