Question

13．W、X、Y、Z、R為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大．XY₂是紅棕色氣體；X與氫元素可形成XH₃；Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等；W是形成有機物種類最多的元素；R²⁺的3d軌道中有9個電子．請回答：
（1）Y基態(tài)原子的電子排布式是1s²2s²2p⁴；Y和W形成的三原子分子是非極性（填“極性”或“非極性”）分子．
（2）X與氫元素可形成的化合物XH₃的中心原子雜化軌道類型為sp³雜化，XH₃的立體構型是三角錐形．
（3）Z所在周期中第一電離能最大的主族元素Q名稱氯元素．比較沸點高低：XY₂＜ZY．
（4）Z與某元素形成的化合物的晶胞如圖1所示，晶胞中陰離子與陽離子的個數(shù)比是2：1．
（5）R晶胞結構如圖2所示，R晶體中每個R原子周圍距離最近的R原子數(shù)目為12．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z、R為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，XY₂是紅棕色氣體，為NO₂，則X是N、Y是O元素；X與氫元素可形成NH₃；
Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等，則Z為Mg元素；W是形成有機物種類最多的元素，為C元素；
R²⁺的3d軌道中有9個電子，則R原子核外電子數(shù)=2+8+17+2=29，為Cu元素；
（1）Y為O元素，其基態(tài)原子核外有8個電子，根據(jù)構造原理書寫O基態(tài)原子的電子排布式；中心重合的分子為非極性分子，不重合的分子為極性分子；
（2）根據(jù)價層電子對互斥理論判斷原子雜化方式及微�？臻g構型；
（3）Z是Mg元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
熔沸點：離子晶體＞分子晶體；
（4）利用均攤分計算該晶胞中陰陽離子個數(shù)之比；
（5）Cu晶胞為面心立方最密堆積，每個Cu原子周圍距離最近的Cu原子數(shù)目=3×8÷2．

解答 解：W、X、Y、Z、R為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，XY₂是紅棕色氣體，為NO₂，則X是N、Y是O元素；X與氫元素可形成NH₃；
Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等，則Z為Mg元素；W是形成有機物種類最多的元素，為C元素；
R²⁺的3d軌道中有9個電子，則R原子核外電子數(shù)=2+8+17+2=29，為Cu元素；
（1）Y為O元素，其基態(tài)原子核外有8個電子，根據(jù)構造原理書寫O基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁴；中心重合的分子為非極性分子，不重合的分子為極性分子，Y和W形成的三原子分子為CO₂，是直線形分子，該分子中心重合，為非極性分子，
故答案為：1s²2s²2p⁴；非極性；
（2）NH₃分子中N原子價層電子對個數(shù)是4且含有一個孤電子對，所以該分子中中心原子雜化軌道類型為sp³雜化，NH₃的立體構型是三角錐形，故答案為：sp³；三角錐形；
（3）Z是Mg元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，Mg位于第三周期，該周期中第一電離能最大的主族元素是氯元素；
熔沸點離子晶體＞分子晶體，NO₂是分子晶體、MgO是離子晶體，所以熔沸點XY₂＜ZY，
故答案為：氯元素；＜；
（4）該晶胞中陽離子個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2、陰離子個數(shù)=2+4×$\frac{1}{2}$=4，所以陰陽離子個數(shù)之比=4：2=2：1，
故答案為：2：1；
（5）Cu晶胞為面心立方最密堆積，每個Cu原子周圍距離最近的Cu原子數(shù)目=3×8÷2．=12，
故答案為：12．

點評 本題考查物質(zhì)結構和性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶胞計算、元素周期律、原子核外電子排布、微粒空間構型判斷等知識點，側重考查學生推斷、計算及空間想象能力，明確物質(zhì)結構、原子結構及價層電子對互斥理論等知識點是解本題關鍵，注意（5）題的計算，為易錯點．