Question

【選修3—物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（14分）

前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序數(shù)依次增大，已知：X原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)；Y原子的L層有2個未成對電子；Z與Y位于同主族；W的+2價簡單離子核外電子層排布與Ar原子相同；R原子的d軌道上有3個空軌道。請回答下列問題：

（1）R原子的基態(tài)電子排布式為 。

（2）X、Y原子的第一電離能大小順序為 。（用元素符號表示）

（3）X的常見單質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中σ鍵數(shù)目為 。

（4）Z的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸根離子空間構(gòu)型為 ，中心原子的雜化軌道類型為 。

（5）某礦物晶體由Y、W、R三種元素組成，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

則該礦物的化學(xué)式為 ，若已知該晶胞的邊長為a cm，則該晶胞的密度為 g/cm3。（用含a、NA的代數(shù)式表示）

Answer 1

（每空2分 共14分）

（1）[Ar]3d24s2 （2）N>O （3）1 （4）正四面體 sp3

（5）CaTiO3 136/a3NA

【解析】

試題分析：X原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，則X是N元素；Y原子的L層有2個未成對電子，且Y的原子序數(shù)大于X，則Y是O元素；Z與Y位于同主族，則Z是S元素；W的+2價簡單離子核外電子層排布與Ar原子相同，則W是Ca元素；R原子的d軌道上有3個空軌道，則R的外圍電子排布是3d24s2，所以R是Ti元素。

（1）根據(jù)以上分析，R原子的基態(tài)電子排布式為[Ar]3d24s2；

（2）N與O相比，N的2p軌道是半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以N的第一電離能大于O；

（3）氮氣分子中含有氮氮三鍵，其中只有1個σ鍵；

（4）S的最高價氧化物的水化物是硫酸，其中硫酸根離子的S原子的最外層價電子對數(shù)是4，所以空間構(gòu)型是正四面體；以sp3方式雜化；

（5）該晶胞中Ti原子個數(shù)是8×1/8=1；Ca原子個數(shù)是1；O原子個數(shù)是6×1/2=3，所以該物質(zhì)的化學(xué)式是CaTiO3；若已知該晶胞的邊長為a cm，則該晶胞的密度為（40+48+3×16）/NA/a3=136/a3NA.

考點：考查元素推斷，物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的應(yīng)用