Question

14．現(xiàn)有X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大的四種元素，常溫下X元素單質(zhì)的密度在自然界中最小，Y是短周期元素中未成對(duì)電子數(shù)與原子序數(shù)之比最大的原子，Z元素基態(tài)原子的核外電子排布式中，s亞層電子總數(shù)與p亞層電子總數(shù)相等，且Y與Z可形成多種氣態(tài)化合物，W是常見(jiàn)的有色可變價(jià)金屬單質(zhì)，常溫下可溶于Y的最高價(jià)氧化物水化物中，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為1．
（1）Y與W所形成化合物晶體的晶胞如圖所示．代表Y○代表W在1個(gè)晶胞中，W離子的數(shù)目為3．
（2）Y與Z元素相比，基態(tài)原子的第一電離能誰(shuí)大？氮（用元素名稱回答）
（3）Y與Z可形成化合物Y₂Z．
①請(qǐng)寫出一種與Y₂Z互為等電子體的分子的化學(xué)式CO₂．
②請(qǐng)預(yù)測(cè)Y₂Z分子的空間構(gòu)型為直線形．
（4）X的氯化物與Y元素的氣態(tài)氫化物的水溶液反應(yīng)可形成配合物[W（YX₃）₄]Cl₂，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為16N_A或16×6.02×10²³個(gè)．

Answer 1

分析 常溫下X元素單質(zhì)的密度在自然界中最小，是H，Y是短周期元素中未成對(duì)電子數(shù)與原子序數(shù)之比最大的原子，是N元素；Z元素基態(tài)原子的核外電子排布式中，s亞層電子總數(shù)與p亞層電子總數(shù)相等是1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，但Y與Z可形成多種氣態(tài)化合物，因此是O元素；W的基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為1，是Cu，據(jù)此進(jìn)行答題．

解答 解：常溫下X元素單質(zhì)的密度在自然界中最小，是H，Y是短周期元素中未成對(duì)電子數(shù)與原子序數(shù)之比最大的原子，是N，Z元素基態(tài)原子的核外電子排布式中，s亞層電子總數(shù)與p亞層電子總數(shù)相等是1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，但Y與Z可形成多種氣態(tài)化合物，因此是O，W的基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為1，是Cu，
（1）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法可知N：8×$\frac{1}{8}$=1，Cu：12×$\frac{1}{4}$=3，
故答案為：3；
（2）N原子的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，而原子處于半充滿、全充滿、全空是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此第一電離能N＞O，
故答案為：N；
（3）①與N₂O互為等電子體的分子的化學(xué)式為CO₂，
故答案為：CO₂；
②互為等電子體的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)相似，因此②N₂O的空間構(gòu)型為直線形
故答案為：直線形；
（4）Cu（NH₃）₄Cl₂分子中的1個(gè)NH₃含4個(gè)σ鍵，4個(gè)NH₃含12個(gè)σ鍵，4個(gè)NH₃與Cu²⁺形成4個(gè)配位鍵，因此共含16個(gè)σ鍵，所以1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為16N_A或16×6.02×10²³個(gè)，
故答案為：16N_A或16×6.02×10²³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，題目難度中等，試題涉及晶胞結(jié)構(gòu)、氫鍵、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、雜化軌道、等電子體、化學(xué)鍵等知識(shí)，正確推斷各元素為解答關(guān)鍵，注意掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期表、元素周期律的關(guān)系．