Question

[化學(xué)-選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
Q、R、X、Y、Z為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次遞增．已知：
①Q(mào)為周期表中原子半徑最小的元素；
②R的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；
③Y的基態(tài)原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍；
④Z有“生物金屬”之稱，Z⁴⁺離子和氬原子的核外電子排布相同．
請(qǐng)回答下列問題：（答題時(shí)，Q、R、X、Y、Z用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）
（1）RQ₄Y分子的某中心原子采用的雜化軌道類型是

sp³

雜化．
（2）R、X、Y三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)?!--BA-->

C＜O＜N

．
（3）已知：原子數(shù)目和電子總數(shù)（或價(jià)電子總數(shù)）相同的微粒互為等電子體，等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征．與RY分子互為等電子體的分子和離子分別為

N₂

和

CN^-

（填化學(xué)式）．
（4）Z元素位于周期表的

d

分區(qū)．Z原子基態(tài)時(shí)的外圍電子排布式為

3d²4s²

，Z的一種含氧酸鋇鹽的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶體內(nèi)與每個(gè)“Z”原子等距離且最近的氧原子數(shù)為

6

．

Answer 1

分析：①Q(mào)為周期表中原子半徑最小的元素，應(yīng)為H元素；
②R的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，核外電子排布式為1s²2s²2p²，應(yīng)為C元素；
③Y的基態(tài)原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍，核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，應(yīng)為O元素；
④Z有“生物金屬”之稱，Z⁴⁺離子和氬原子的核外電子排布相同，原子序數(shù)為22，應(yīng)為Ti元素；
Q、R、X、Y原子序數(shù)依次遞增，則X為N元素，結(jié)合原則的結(jié)構(gòu)、對(duì)應(yīng)單質(zhì)、化合物的性質(zhì)以及元素周期律知識(shí)解答該題．

解答：解：①Q(mào)為周期表中原子半徑最小的元素，應(yīng)為H元素；
②R的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，核外電子排布式為1s²2s²2p²，應(yīng)為C元素；
③Y的基態(tài)原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍，核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，應(yīng)為O元素；
④Z有“生物金屬”之稱，Z⁴⁺離子和氬原子的核外電子排布相同，原子序數(shù)為22，應(yīng)為Ti元素；
Q、R、X、Y原子序數(shù)依次遞增，則X為N元素，則
（1）分子式為RQ₄Y的物質(zhì)為CH₃OH，C原子形成4個(gè)δ鍵，為sp³雜化，故答案為：sp³；    
（2）同周期元素從左到右元素的第一電離能逐漸減小，則C元素的最小，由于N的2p軌道電子為半充滿狀態(tài)，難以失去電子，第一電離能大于O，所以第一電離能從小到大的順序?yàn)椋篊＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（3）CO的電子數(shù)為14，N₂和 CN^-電子數(shù)也為14，且都含有2個(gè)原子，三者為等電子體，故答案為：N₂； CN^-；
（4）Z的原子序數(shù)為22，為Ti元素位于周期表第四周期ⅣB族，在d區(qū)，外圍電子排布式為3d²4s²，晶胞中Ti位于晶胞的頂點(diǎn)，與之距離最近的O原子位于晶胞的棱上，應(yīng)有6個(gè)，
故答案為：d；3d²4s²； 6．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，題目難度中等，正確推斷元素的種類為解答該題的關(guān)鍵，本題易錯(cuò)點(diǎn)為（4），注意與Ti位于同一平面的O有4個(gè)，上下延伸，各有1個(gè)，共6個(gè)．