Question

7．已知U、V、W、X、Y、Z均為元素周期表中前36號(hào)元素，且原子序數(shù)依次增大．U、V、W和X、Y分別為同一周期的主族元素，V原子p能級(jí)電子總數(shù)與s能級(jí)電子總數(shù)相等．U、Z原子中未成對(duì)電子數(shù)是同周期中最多的，且基態(tài)Z原子核外電子數(shù)是基態(tài)V原子核外電子數(shù)的3倍．X和Y原子的第一至第四電離能如表所示：

電離能/kJ/mol	I1	I2	I3	I4
X	738	1451	7733	10540
Y	578	1817	2745	11575

（1）試比較U、V、W三種元素電負(fù)性F＞O＞N（用元素符號(hào)填空），X、Y兩元素中X的第一電離能較大的原因是原子價(jià)電子排布為3s²，而Al原子的價(jià)電子排布為3s²3p¹，Mg原子3s軌道全充滿，3p軌道全空相對(duì)穩(wěn)定
（2）基態(tài)Z原子的核外電子排布式為[Ar]3d⁵4s¹．該基態(tài)原子共有24種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子．
（3）試寫(xiě)出U元素單質(zhì)的2種等電子體，①CO，②CN^-．
（4）將W的單質(zhì)通入NaOH溶液中可得到VW₂．VW₂是一種無(wú)色、幾乎無(wú)味的劇毒氣體，主要用于氧化反應(yīng)，火箭工程、助燃劑等．
①VW₂中V原子的雜化軌道類型是sp³，VW₂分子的空間構(gòu)型為V形．
②與H₂O分子相比，VW₂分子的極性更小（填“大”或“小”），原因是F的電負(fù)性大于O，導(dǎo)致正負(fù)電荷中心偏離程度減�。�
（5）金屬Z內(nèi)部原子的堆積方式與Na相同，都是體心立方堆積方式．則晶胞中Z的配位數(shù)為8，若該晶胞的邊長(zhǎng)為289pm，N_A取值為6.02×10²³，Z原子的摩爾質(zhì)量為52g/mol，則Z的密度為7.1g/cm³．Z原子與次近的Z原子的核間距離為289pm．

Answer 1

分析 U、V、W、X、Y、Z均為元素周期表中前36號(hào)元素，且原子序數(shù)依次增大．V原子p能級(jí)電子總數(shù)與s能級(jí)電子總數(shù)相等，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則V為O元素；U、Z原子中未成對(duì)電子數(shù)是同周期中最多的，且基態(tài)Z原子核外電子數(shù)是基態(tài)V原子核外電子數(shù)的3倍，Z原子核外電子數(shù)為24，故Z為Cr元素，U的原子序數(shù)小于氧，則最外層電子排布為2s²2p³，故U為N元素；根據(jù)X和Y原子的第一至第四電離可知，X的第3電離能劇增，則X為Mg元素；Y的第4電離能劇增，則Y為Al元素，U、V、W為同一周期的主族元素，則W為F元素，據(jù)此解答．

解答 解：U、V、W、X、Y、Z均為元素周期表中前36號(hào)元素，且原子序數(shù)依次增大．V原子p能級(jí)電子總數(shù)與s能級(jí)電子總數(shù)相等，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則V為O元素；U、Z原子中未成對(duì)電子數(shù)是同周期中最多的，且基態(tài)Z原子核外電子數(shù)是基態(tài)V原子核外電子數(shù)的3倍，Z原子核外電子數(shù)為24，故Z為Cr元素，U的原子序數(shù)小于氧，則最外層電子排布為2s²2p³，故U為N元素；根據(jù)X和Y原子的第一至第四電離可知，X的第3電離能劇增，則X為Mg元素；Y的第4電離能劇增，則Y為Al元素，U、V、W為同一周期的主族元素，則W為F元素．
（1）同周期自左而右電負(fù)性增大，故故電負(fù)性：F＞O＞N；Mg原子價(jià)電子排布為3s²，而Al原子的價(jià)電子排布為3s²3p¹，Mg原子3s軌道全充滿，3p軌道全空相對(duì)穩(wěn)定，故Mg的第一電離能相對(duì)較大，
故答案為：F＞O＞N；Mg原子價(jià)電子排布為3s²，而Al原子的價(jià)電子排布為3s²3p¹，Mg原子3s軌道全充滿，3p軌道全空相對(duì)穩(wěn)定；
（2）Cr的核外電子數(shù)為24，有24種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，其原子的核外電子排布式為[Ar]3d⁵4s¹，
故答案為：[Ar]3d⁵4s¹；24；
（3）N₂有14個(gè)電子，其等電子體有：CO、CN^-，
故答案為：CO、CN^-；
（4）①OF₂中，O原子與F形成2條共價(jià)鍵，還有2個(gè)孤對(duì)電子，形成4個(gè)雜化軌道，采用sp³雜化，構(gòu)成V形空間結(jié)構(gòu)，
故答案為：sp³；V形；
②F的電負(fù)性大于O，導(dǎo)致正負(fù)電荷中心偏離程度減小，OF₂分子的極性小于H₂O，
故答案為：小；F的電負(fù)性大于O，導(dǎo)致正負(fù)電荷中心偏離程度減�。�
（5）金屬Cr內(nèi)部原子的堆積方式與Na相同，都是體心立方堆積方式，該晶胞中心Cr與頂點(diǎn)8個(gè)Cr最近，其配位數(shù)為8；
晶胞中Cr原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，晶胞質(zhì)量為2×$\frac{52}{6.02×1{0}^{23}}$g，晶胞體積=（289×10^-10cm）³，則Cr的密度為2×$\frac{52}{6.02×1{0}^{23}}$g÷（289×10^-10cm）³=7.1g/cm³；
Cr原子與次近的Cr原子為另一個(gè)相鄰的晶胞中心Cr原子，其核間距離為邊長(zhǎng)為289pm，
故答案為：8；7.1；289．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的考查，涉及電負(fù)性、電離能、核外電子排布、等電子體、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞計(jì)算等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，注意第一電離能的規(guī)律及異�，F(xiàn)象，難度中等．