Question

17．X、Y、Z、W、N是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，其中X的s能級電子數(shù)是p能級電子數(shù)的2倍，Y的原子核外有3個未成對電子，Z的基態(tài)原子M層與K層電子數(shù)相等，Y與Z的最外層電子數(shù)之和等于W的最外層電子數(shù)，N⁺原子核外有3個電子層且各層均處于全滿狀態(tài)．回答下列問題：
（1）N的基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）Z的氫化物的化學式為MgH₂，其晶體類型為離子晶體．
（3）X與Y原子結(jié)合形成的晶體結(jié)構(gòu)類似金剛石，其熔點大于（填“大于”、“等于”或“小于”）金剛石，其原因是碳原子半徑大于氮原子半徑，所以C-C鍵能小于C-N鍵．
（4）XW₄是常見的容劑，則X的雜化類型為sp3雜化．
（5）YW₃可作為一種消毒劑，其中心原子價層電子對數(shù)為4，分子的空間構(gòu)型為三角錐形．
（6）N與W形成的化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則W的配位數(shù)為4，該化合物的化學式為CuCl．若該晶胞邊長為a pm，則該晶體密度為$\frac{398}{{N}_{A}{a}^{3}}×1{0}^{30}$g/cm²（列出計算式）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、N是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，其中X的s能級電子數(shù)是p能級電子數(shù)的2倍，則X為C元素，Z的基態(tài)原子M層與K層電子數(shù)相等，則Z為Mg元素，Y的原子核外有3個未成對電子，Y的原子序數(shù)小于鎂，則Y為N元素，N⁺原子核外有3個電子層且各層均處于全滿狀態(tài)，則N為Cu，Y與Z的最外層電子數(shù)之和等于W的最外層電子數(shù)，即W的最外層有7個電子，且原子序數(shù)小于銅大于鎂，則W為Cl元素，據(jù)此答題；

解答 解：X、Y、Z、W、N是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，其中X的s能級電子數(shù)是p能級電子數(shù)的2倍，則X為C元素，Z的基態(tài)原子M層與K層電子數(shù)相等，則Z為Mg元素，Y的原子核外有3個未成對電子，Y的原子序數(shù)小于鎂，則Y為N元素，N⁺原子核外有3個電子層且各層均處于全滿狀態(tài)，則N為Cu，Y與Z的最外層電子數(shù)之和等于W的最外層電子數(shù)，即W的最外層有7個電子，且原子序數(shù)小于銅大于鎂，則W為Cl元素，
（1）N為Cu，是29號元素，所以N的基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；  
（2）Z為Mg元素，Z的氫化物的化學式為MgH₂，其晶體類型為離子晶體，
故答案為：MgH₂；離子晶體；
（3）X為C元素，Y為N元素，X與Y原子結(jié)合形成的晶體結(jié)構(gòu)類似金剛石，都是原子晶體，由于碳原子半徑大于氮原子半徑，所以C-C鍵能小于C-N鍵，所以其熔點大于金剛石，
故答案為：大于；碳原子半徑大于氮原子半徑，所以C-C鍵能小于C-N鍵；
（4）XW₄為CCl₄，C原子的價層電子對數(shù)為$\frac{4+4}{2}$=4，所以碳原子的雜化類型為sp3雜化，
故答案為：sp3雜化；
（5）NCl₃中，其中心原子氮原子的價層電子對數(shù)為$\frac{5+3}{2}$=4，有一對孤電子對，所以分子的空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：4；三角錐形；
（6）Cu與Cl形成的化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，以頂點氯原子為例，每個氯原子周圍距離最近的銅原子有4個，所以Cl的配位數(shù)為4，根據(jù)均攤法可知，每個晶胞中含有氯原子數(shù)為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，銅原子數(shù)為4，所以該化合物的化學式為 CuCl，若該晶胞邊長為a pm，則該晶體密度為 $\frac{\frac{4×99.5}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm³=$\frac{398}{{N}_{A}{a}^{3}}×1{0}^{30}$g/cm³，
故答案為：4；CuCl；$\frac{398}{{N}_{A}{a}^{3}}×1{0}^{30}$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，推斷元素是解題關鍵，涉及核外電子排布、雜化方式、化學鍵、晶胞計算等，是對學生綜合能力的考查．