Question

8．原子序數(shù)小于36的X、Y、Z和銅四種元素，X的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，有一個(gè)能級(jí)中的電子數(shù)比其它兩個(gè)能級(jí)的中電子數(shù)都多1；Y基態(tài)原子中的電子占有5個(gè)軌道，其中有2個(gè)軌道處于半滿狀態(tài)，Z的原子序數(shù)為24．
（1）Z原子基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹．
（2）元素X與Y的第一電離能較大的是N（填元素符號(hào)）；H₂Y₂中Y原子軌道的雜化類型為sp³．
（3）+3價(jià)Z的配合物K[Z（C₂O₄）₂（H₂O）₂]中的配體是H₂O、C₂O₄^2-；與C₂O₄^2-互為等電子體的
一種分子的化學(xué)式為N₂O₄．
（4）Cu和Y形成的化合物的晶胞如圖所示，晶胞中與銅離子距離相等且最近的銅離子有12個(gè)．某種有缺陷的銅和Y形成的化合物的晶體由Cu²⁺、Cu³⁺、Y^2-及空隙組成，可表示為Cu_0.98Y，則n（Cu²⁺）/n（Cu³⁺）=$\frac{47}{2}$．

Answer 1

分析 原子序數(shù)小于36的X、Y、Z和銅四種元素，X的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，有一個(gè)能級(jí)中的電子數(shù)比其它兩個(gè)能級(jí)的中電子數(shù)都多1，核外電子排布式為1s²2s²2p³，故X為N元素；Y基態(tài)原子中的電子占有5個(gè)軌道，其中有2個(gè)軌道處于半滿狀態(tài)，核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，故Y為O元素；Z的原子序數(shù)為24，Z為Cr．
（1）Cr原子核外電子數(shù)為24，根據(jù)能量最低原理原理、洪特規(guī)則特例書寫；
（2）N元素原子2p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
H₂O₂中O原子形成2個(gè)σ鍵，含有2對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4；
（3）配合物中中心原子或離子含有空軌道，配體含有孤對(duì)電子；原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微�；�為等電子體，采取同主族變換法或左右移位法書寫；
（4）晶胞中灰色球數(shù)目為4、黑色球數(shù)目為4，以頂點(diǎn)灰色球研究，與之距離最近的原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用；
利用電荷守恒計(jì)算n（Cu²⁺）：n（Cu³⁺）．

解答 解：原子序數(shù)小于36的X、Y、Z和銅四種元素，X的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，有一個(gè)能級(jí)中的電子數(shù)比其它兩個(gè)能級(jí)的中電子數(shù)都多1，核外電子排布式為1s²2s²2p³，故X為N元素；Y基態(tài)原子中的電子占有5個(gè)軌道，其中有2個(gè)軌道處于半滿狀態(tài)，核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，故Y為O元素；Z的原子序數(shù)為24，Z為Cr．
（1）Cr原子核外電子數(shù)為24，能量最低原理原理、洪特規(guī)則特例，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；
（2）N元素原子2p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，即N元素第一電離能高于O元素的；
H₂O₂中O原子形成2個(gè)σ鍵，含有2對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，O原子采取sp³雜化，
故答案為：N；sp³；
（3）+3價(jià)Cr的配合物K[Cr（C₂O₄）₂（H₂O）₂]中的配體是H₂O、C₂O₄^2-，與C₂O₄^2-互為等電子體的一種分子的化學(xué)式為：N₂O₄，
故答案為：H₂O、C₂O₄^2-；N₂O₄；
（4）晶胞中灰色球數(shù)目為4、黑色球數(shù)目為4，以頂點(diǎn)灰色球研究，與之距離最近的原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用，即晶胞中與銅離子距離相等且最近的銅離子有$\frac{8×3}{2}$=12 個(gè)，
根據(jù)電荷守恒，則2n（Cu²⁺）+3n（Cu³⁺）=2，由原子守恒可知n（Cu²⁺）+n（Cu³⁺）=0.98，解得n（Cu²⁺）=0.94，n（Cu³⁺）=0.04，故n（Cu²⁺）：n（Cu³⁺）=$\frac{47}{2}$，
故答案為：12；$\frac{47}{2}$．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布規(guī)律、電離能、配位鍵、雜化理論、等電子體、晶胞計(jì)算等，難度中等，注意同周期第一電離能異常情況．