Question

有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E＜Q＜T＜X＜Z．E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級(jí)，且I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，且QT₂⁺與ET₂互為等電子體．x為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，Z的原子序數(shù)為28．
請(qǐng)回答下列問題（答題時(shí)如需表示具體元素，請(qǐng)用相應(yīng)的元素符號(hào)）：
（1）基態(tài)Z原子的核外電子排布式為

 

．
（2）Q的簡單氫化物極易溶于T的簡單氫化物，其主要原因有

 

（寫兩條）．
（3）ET₂的空間構(gòu)型為

 

，為

 

分子（填“極性”或“非極性”）
（4）化合物甲由T、X兩元素組成，高溫下，化合物甲晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，其晶胞如圖一，甲的化學(xué)式為

 

．晶體中氧的化合價(jià)部分為0價(jià)，部分為-2價(jià)，則下列說法正確的是

 

A．每個(gè)晶胞中含有14個(gè)K⁺和13個(gè)O₂^-
B．晶體中每個(gè)K⁺周圍有8個(gè)O₂^-，每O₂^-周圍有8個(gè)K⁺
C．晶體中與每個(gè)K⁺距離最近的K⁺有8個(gè)
D．晶體中，0價(jià)氧原子與-2價(jià)氧原子的數(shù)目比為3：l
（5）化合物乙的晶胞如圖二，乙由E、Q兩元素組成，硬度超過金剛石．則乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,原子核外電子排布,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E＜Q＜T＜X＜Z，E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級(jí)，應(yīng)位于周期表同一周期，基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，應(yīng)為N元素，I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），且原子序數(shù)E＜Q＜T，則T應(yīng)為O元素，QT₂⁺與ET₂互為等電子體，則E應(yīng)為C元素，NO₂⁺與CO₂的電子數(shù)都為22，X為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，應(yīng)為K元素，Z的原子序數(shù)為28，則Z為Ni元素，結(jié)合元素對(duì)應(yīng)的單質(zhì)、化合物的性質(zhì)以及元素周期律解答該題．

解答： 解：E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級(jí)，應(yīng)位于周期表同一周期，基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，應(yīng)為N元素，I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），且原子序數(shù)E＜Q＜T，則T應(yīng)為O元素，QT₂⁺與ET₂互為等電子體．則E應(yīng)為C元素，NO₂⁺與CO₂的電子數(shù)都為22，X為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，應(yīng)為K元素，Z的原子序數(shù)為28，為Ni元素，
（1）Z為Ni元素，原子序數(shù)為28，位于周期表第四周期第Ⅷ族，電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）Q的簡單氫化物和T的簡單氫化物分別為NH₃、H₂O，兩種分子立體構(gòu)型相似，都為極性分子，并且N、O元素的電負(fù)性較大，氫化物中存在氫鍵，兩種原因?qū)е掳睔鈽O易溶于水，
故答案為：這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵；
（3）CO₂的空間構(gòu)型為直線形，分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，為非極性分子，故答案為：直線形；非極性；
（4）晶胞中K離子位于晶胞的頂點(diǎn)和體心位置，平均1個(gè)晶胞含有K離子的個(gè)數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，晶胞中，由O元素構(gòu)成的離子個(gè)數(shù)為：2×（12×

1

4

+1）=8，則甲的化學(xué)式為KO₂，
A．由以上計(jì)算可知，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)K⁺和4個(gè)O₂^-，故A錯(cuò)誤；
B．由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶體中每個(gè)K⁺周圍距離K⁺最近的O₂^-在三維坐標(biāo)中觀察可知x、y、z軸上各有2個(gè)，則一共6個(gè)，同理每O₂^-周圍有6個(gè)K⁺，故B錯(cuò)誤；
C．晶體中與每個(gè)K⁺距離最近的K⁺有12個(gè)，故C錯(cuò)誤；
D．晶體中為O₂^-，則4個(gè)O原子顯-2價(jià)，則4個(gè)氧原子中0價(jià)氧原子為3個(gè)與-2價(jià)氧原子為1個(gè)，所以0價(jià)氧原子與-2價(jià)氧原子的數(shù)目比為3：l，故D正確；
故答案為：KO₂；D；
（5）晶體中C原子與4個(gè)N原子成鍵，N原子與3個(gè)C原子成鍵，并用1個(gè)孤電子對(duì)，都為sp³雜化，故答案為：sp³．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及電子排布式的書寫、氫鍵、分子的空間構(gòu)型和分子的極性、晶胞的計(jì)算及晶體的性質(zhì)，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．