Question

【題目】已知X、Y、Z三種元素均為短周期元素，原子序數(shù)依次遞增，Q、W為前30號元素。5種元素的部分特點：

元素	特點
X	其氣態(tài)氫化物呈三角錐形，水溶液顯堿性
Y	基態(tài)原子核外有三個能級，其中最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的3倍
Z	元素原子的外圍電子層排布式為nsn－1npn－1
Q	被譽為“太空金屬”、“生物金屬”，其基態(tài)原子最高能級有3個空軌道
W	原子M能層為全充滿狀態(tài)且核外的未成對電子只有一個

（1）XF3分子中X的雜化類型為______，該分子的空間構型為_______。

（2）基態(tài)Q原子的電子排布式為_____________________，第一電離能：X______Y(填“＞” “＜”或“=”)。

（3）X、Y、Z電負性由大到小的順序為____________(用元素符號表示)。

（4）Na在Y2中燃燒產物的電子式為________________。

（5）Z和X形成的化合物常用作高溫耐火材料，化學性質穩(wěn)定，據(jù)此推測它應屬于_______晶體。

（6）W元素與X元素形成某種化合物的晶胞結構如圖所示(黑球代表W原子)，若該晶體的密度為ρ g·cm-3，則該晶胞的體積是__________cm3。

Answer 1

【答案】sp3 三角錐形 1s22s22p63s23p63d24s2 ＞ O＞N＞Si 原子

【解析】

X、Y、Z三種元素均為短周期元素，原子序數(shù)依次遞增，Q、W為前30號元素。由X的氣態(tài)氫化物呈三角錐形，水溶液顯堿性，X為N元素；Y的基態(tài)原子核外有三個能級，其中最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)為6，可知Y為O元素；Z的外圍電子層排布式為nsn-1npn-1，n-1=2，可知n=3，即外圍電子層排布式為3s23p2，Z為Si元素；Q被譽為“太空金屬”也有“生物金屬”之稱，其基態(tài)原子最高能級有3個空軌道，則最高能級的電子排布式為3d2，Q為Ti元素；W的原子M能層為全充滿狀態(tài)，且核外的未成對電子只有一個，電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1，W為Cu元素，據(jù)此分析解答。

由上述分析可知，X為N元素、Y為O元素、Z為Si元素、Q為Ti元素、W為Cu元素。

(1)XF3分子中N原子上有1對孤對電子，形成3個N-F共價鍵，則X的雜化類型為sp3；空間構型為三角錐形，故答案為：sp3；三角錐形；

(2)Q為Ti元素，原子序數(shù)為22，基態(tài)Q原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2；N的2p電子半充滿，為穩(wěn)定結構，則第一電離能X＞Y，故答案為：1s22s22p63s23p63d24s2；＞；

(3)非金屬性越強，電負性越大，則X、Y、Z電負性由大到小的順序為O＞N＞Si，故答案為：O＞N＞Si；

(4)Na在Y2中燃燒產物為過氧化鈉，為離子化合物，其電子式為，故答案為：；

(5)Z和X形成的化合物常用作高溫耐火材料，化學性質穩(wěn)定，可知熔點高，該化合物為原子晶體，故答案為：原子；

(6)黑球代表W原子，位于棱上，個數(shù)為12×=3，N位于頂點，個數(shù)為8×=1，因此化學式為Cu3N，晶胞的質量為g，該晶體的密度為ρ gcm-3，則該晶胞的體積是=cm3，故答案為：。