Question

【題目】Q、R、X、Y、Z、L六種元素的原子序數依次增大，R和L是同主族元素，R的最外層電子數比次外層電子數少1，L的單質常溫常壓下是紫黑色固體。Q和X形成的離子化合物XQ是堿石灰的主要成分。X、Y、Z位于同一周期，Y的外圍電子數是最外層電子數的6倍，Z位于ds區且不能和稀硫酸反應生成H2。請回答下列問題：

（1）Q的價層電子排布式為___________________，L的含氧酸HLO3中L的雜化方式為__________，酸根LO3-的離子構型為________________。

（2）ZR42-的配體是______，在ZSO4溶液中加入過量KCN，生成配合物[Z（CN）4]2—，則1mol該配合物中含有的π鍵的數目是_______。與Z同周期的元素中，與Z原子最外層電子數相等的元素還有_________（填元素符號）

（3）Y的氧化物呈如下圖所示的無限鏈狀結構，則該氧化物的化學式為______________。

（4）X和Z的晶體堆積模型相同，配位數為______________，已知X原子半徑約為200pm，則晶體X的密度為__________________g/cm3(計算結果保留兩位有效數字)。

（5）XL2晶體含有層狀結構，其層內有強極性共價鍵，層間以范德華力相連接，則XL2的晶體類型是___________。

Answer 1

【答案】2s 22p4 sp3 三角錐形 Cl- 4.82×1024 K、Cr CrO3 12 1.5 混合型晶體或過渡型晶體

【解析】

L的單質常溫常壓下是紫黑色固體，則L為碘；Q和X形成的離子化合物XQ是堿石灰的主要成分，Q、R、X、Y、Z、L六種元素的原子序數依次增大，所以X為鈣。Q為 氧；R和L是同主族元素，R的最外層電子數比次外層電子數少1，所以R為氯；X、Y、Z位于同一周期，Y的外圍電子數是最外層電子數的6倍，Z位于ds區且不能和稀硫酸反應生成H2，Y的外層電子數為24,則Y為Cr元素, Z為Cu元素。

（1）由上述分析知Q為氯元素，氯的價層電子排布式為2s 22p4，L的含氧酸HIO3中含氧酸HLO3即HIO3,其結構為,計算可得雜化軌道數為7+4-32=4,為sp3雜化,由于成鍵電子對為3對,且含有一對孤對電子,可知IO3-的結構構型為三角錐形,答案：2s22p4 sp3 三角錐形。

（2）ZR42-的配體是Cl-，1個CN結構中含有兩個π鍵，則1mol[Z（CN）4]2-中含有8molπ鍵,所以1mol該配合物中含有的的數目是6.0210238=4.82×1024。答案：4.82×1024。

(3)Y為Cr,根據Cr的化合價特點以及觀察結構可知主鏈上中心原子為Cr原子,而Cr原子間由一個O原子進行鏈接,所以有兩個O原子鏈接兩個Cr原子,即一個Cr占有一個O原子,而每個Cr原子上還有兩個沒有成鍵的O原子,所以每個Cr占有3個O原子,則其化學式為CrO3;答案：CrO3。

(4)由上述分析知X為鈣，Z為銅，兩者的晶體堆積模型相同,即Ca與Cu的堆積模型相同,而Cu的堆積模型為面心立方最密堆積型:,配位數為12。根據結構可知一個晶胞中含有4個Ca原子,由于原子半徑為200pm=2×10-8cm,一個晶胞中所含Ca原子的質量為(4×40)/NA,體積為V=(r)3,所以計算可得Ca的密度為4×40g/6.02×1023(2×2×10-8cm)3=1.468g/cm2≈1.5g/cm3。答案：12、1.5。

(5)XL2為CaCl2,由于晶體中含有層狀結構,且層內有強極性共價鍵,層間含有范德華力,所以可以知道其晶體類型為混合型晶體或過渡型晶體。答案：混合型晶體或過渡型晶體。