Question

【題目】元素X、Y、Z為前四周期元素，X的基態(tài)原子核外電子有21種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，元素Y的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，Z與X、Y不在同一周期，且Z原子核外p電子比s電子多5個(gè)。

(1)X基態(tài)原子的核外電子排布式為______。

(2)X是石油化工中重要的催化劑之一，如催化異丙苯()裂化生成苯和丙烯。

①1 mol異丙苯分子中含有σ鍵的數(shù)目為________mol。

②異丙苯分子中碳原子軌道的雜化類型為________。

(3)與Y3分子互為等電子體的陰離子為________。

(4)XZ3易溶于水，熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ�，�?jù)此可判斷XZ3晶體屬于________(填晶體類型)。

(5)元素Ce與Y形成的化合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖，該化合物的化學(xué)式為________。

Answer 1

【答案】[Ar]3d14s2 20 sp2、sp3 NO2- 離子晶體 CeO2

【解析】

元素X、Y、Z為前四周期元素，X的基態(tài)原子核外電子有21種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則X核外電子數(shù)為21，為21號(hào)Sc元素。元素Y的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，由于最外層電子數(shù)不能超過8，所以Y原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則Y為O元素。Z與X、Y不在同一周期，且Z原子核外p電子比s電子多5個(gè)，Z只能處于第三周期，核外電子排布式為1s22s22p63s23p5，故Z為Cl元素。

根據(jù)上述推斷可知X是Sc元素，Y是O元素，Z是Cl元素。

(1)X是21號(hào)Sc元素，根據(jù)構(gòu)造原理，可知Sc基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2，也可寫為[Ar]3d14s2；

(2)①根據(jù)異丙苯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知：在一個(gè)異丙苯分子中含有20個(gè)σ鍵，則在1 mol異丙苯分子中含有σ鍵的數(shù)目為20mol；

②異丙苯分子中苯環(huán)上的碳原子雜化方式為sp2雜化，飽和C原子為sp3雜化；

(3)根據(jù)等電子體的概念可知：與O3分子互為等電子體的陰離子為NO2-；

(4)XZ3是ScCl3，該物質(zhì)易溶于水，熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姡�說明在晶體中含有離子，據(jù)此可判斷XZ3晶體屬于離子晶體；

(5)在1個(gè)晶胞中含有Se原子個(gè)數(shù)為：=4；含有O原子數(shù)目為8，則Ce、O原子數(shù)目之比為4：8=1：2，所以Ce、O形成的化合物化學(xué)式為CeO2。