Question

【題目】X、Y、Z、U、W是原子序數依次增大的前四周期元素．其中Y的原子核外有7種運動狀態不同的電子；X、Z中未成對電子數均為2； U是第三周期元素形成的簡單離子中半徑最小的元素；W的內層電子全充滿，最外層只有1個電子．請回答下列問題：

（1） X、Y、Z的第一電離能從大到小的順序是___________(用元素符號表示，下同)。

（2）寫出W的價電子排布式_____________，W同周期的元素中，與W原子最外層電子數相等的元素還有____________。

（3）根據等電子體原理，可知化合物XZ的結構式是__________, YZ2-的VSEPR模型是___________。

（4） X、Y、Z的．簡單氮化物的鍵角從大到小的順序是_______(用化學式表示)，原因是________________

（5）由元素Y與U元素組成的化合物A，晶胞結構如圖所示(黑球表示Y原子，白球表示U原子)，請寫出化合物A的化學式___________，該物質硬度大，推測該物質為_________晶體。其中Y元素的雜化方式是______。

（6）U的晶體屬立方晶系，其晶胞邊長為405pm ，密度是2.70g/cm3，通過計算確定其晶胞的類型_____(堆簡單立方堆積、體心立方堆積或面心立方最密堆積)(己知：4053=6.64×107)。

Answer 1

【答案】（1）N>O>C；

（2）3d104s1；K、Cr；

（3）C≡O；平面三角形；

（4）CH4>NH3>H2O；3種氫化物的中心原子價層電子多少均為4，VSEPR模型均為正四面體結構，但中心原子的孤電子對數依次增加，導致鍵角變小；

（5）AlN；原子；sp3；

（6）面心立方最密堆積

【解析】

試題分析：X、Y、Z、U、W是原子序數依次增大的前四周期元素．其中Y的原子核外有7種運動狀態不同的電子，則Y為N元素；U是第三周期元素形成的簡單離子中半徑最小的元素，則U為Al；X、Z中未成對電子數均為2，X的原子序數小于N，而Z的原子序數介于N、Al之間，X、Z的核外電子排布分別為1s22s22p2，1s22s22p4，故X為C元素、Z為O元素；W的內層電子全充滿，最外層只有1個電子，原子序數大于Al，只能處于第四周期，核外電子數為2+8+18+1=29，故W為Cu元素。

（1）同周期隨原子序數增大，第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，故答案為：N＞O＞C；

（2）W為Cu元素，價電子排布式為3d104s1，W同周期的元素中，與W原子最外層電子數相等的元素還有3p64s1，為K元素、3d54s1，為Cr元素，故答案為：3d104s1；K、Cr；

（3）根據等電子體原理，可知化合物CO與N2互為等電子體，CO的結構式是C≡O，YZ2-為NO2-，中心原子價層電子對數=2+×(5+1-2×2)=3，VSEPR模型是平面三角形，故答案為：C≡O；平面三角形；

（4）X、Y、Z的最簡單氫化物分別為CH4、NH3、H2O，3種氫化物的中心原子價層電子對數均為4，VSEPR模型均為正四面體形，但中心原子的孤電子對數依次增大，導致鍵角變小，故鍵角：CH4＞NH3＞H2O，故答案為：CH4＞NH3＞H2O；3種氫化物的中心原子價層電子對數均為4，VSEPR模型均為正四面體形，但中心原子的孤電子對數依次增大，導致鍵角變小；

（5）晶胞中N原子數目為4，Al原子數目為8×+6×=4，故該化合物化學式為AlN，該物質硬度大，屬于原子晶體，Y原子形成4個共價鍵，故Y原子雜化方式為sp3，故答案為：AlN；原子；sp3；

（6）設晶胞中Al原子數目為N(Al)，則N(Al)×g=(405×10-10)3×2.70g/cm3，解得N(Al)=4.00，所以其晶胞的類型面心立方密堆積，故答案為：面心立方最密堆積。