Question

【題目】五種短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序數(shù)依次增。X、Y是非金屬元素X、Y、Q元素的原子最高能級(jí)上電子數(shù)相等；Z元素原子的最外層電子數(shù)是次外層的兩倍；W元素原子核外有三種不同的能級(jí)且原子中p亞層與s亞層電子總數(shù)相等；Q元素電離能分別是I1=496，I2=4562，I3=6912。回答下列問題：

(1)基態(tài)Q原子的核外電子排布式是____________________。

(2)Q、W形成的化合物Q2W2中的化學(xué)鍵類型是______________。

(3)Y能與氟元素形成YF3，該分子的空間構(gòu)型是_______，該分子屬于______分子(填“極性”或“非極性”)。Y與X可形成具有立體結(jié)構(gòu)的化合物Y2X6，該結(jié)構(gòu)中Y采用______雜化。

(4)Y(OH)3是一元弱酸，其中Y原子因缺電子而易形成配位鍵，寫出Y(OH)3在水溶液中的電離方程式_______________。

(5) Z的一種單質(zhì)晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。

①該單質(zhì)的晶體類型為___________。

②含1 mol Z原子的該晶體中共有_____mol化學(xué)鍵。

③己知Z的相對原子質(zhì)量為M，原子半徑為r pm，阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為____g·cm-3。

Answer 1

【答案】 [Ne]3s1(或1s22s22p63s1) 離子鍵、非極性井價(jià)鍵 平面三角形 非極性 ）sp3 B(OH)3+H2O [B(OH)4]-+H+ 原子晶體 2 或×1030

【解析】Z元素原子的最外層電子數(shù)是次外層的兩倍，則Z為碳元素；W元素原子核外有三種不同的能級(jí)且原子中p亞層與s亞層電子總數(shù)相等，則其電子排布式為1s22s22p4，為O元素；Q元素電離能分別是I1=496，I2=4562，I3=6912，說明最外層是1個(gè)電子，則Q為Na元素；再結(jié)合X、Y、Z、W、Q的原子序數(shù)依次增、X、Y是非金屬元素X、Y、Q元素的原子最高能級(jí)上電子數(shù)相等可知X為H，Y為B；

(1)Na的核電荷數(shù)為11，基態(tài)Na原子的核外電子排布式是[Ne]3s1(或1s22s22p63s1) ；

(2) Na、O形成的化合物Na2O2中含有Na+和O22-，則所含化學(xué)鍵類型是離子鍵和非極性共價(jià)鍵；

(3)BF3分子中心B原子孤電子對數(shù)==0，價(jià)層電子對數(shù)=3+0=3，故B原子采取sp2雜化，VSEPR構(gòu)型為平面三角形，分子的立體構(gòu)型為平面三角形；BF3中B元素化合價(jià)為+3，B原子最外層3個(gè)電子全部成鍵，為非極性分子；在B2H6分子中心B原子孤電子對數(shù)==0，價(jià)層電子對數(shù)=4+0=4，故B原子采取sp3雜化；

(4)B(OH)3中B原子因缺電子而易與水電離出的OH-中氧原子間形成配位鍵，促進(jìn)水的電離，使得溶液顯酸性，則B(OH)3在水溶液中的電離方程式為B(OH)3+H2O [B(OH)4]-+H+ ；

(5) ①碳原子間通過C—C鍵形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此晶體類型為原子晶體；

②由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)碳原子平均形成2個(gè)C—C鍵，含1mol C原子的該晶體中共有2mol化學(xué)鍵；

③晶胞中碳原子數(shù)目為4+8×+6×=8，則晶胞的質(zhì)量為8×g，處于體對角線上的C原子相鄰，若C原子半徑為(r×10-10)cm，則晶胞體對角線長度為8(r×10-10)cm，則晶胞棱長為cm，則該晶體的密度為[8×g]÷[]3cm3=×1030g·cm-3。