Question

【題目】X、Y、Z為前四周期元素，X與Y位于同一周期。X是生物體中不可缺少的元素之一，它能形成多種化合物。其基態(tài)原子中有15種電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài).Y的負(fù)一價(jià)離子的最外層電子數(shù)與次外層的電子數(shù)相同；Z是第四周期元素，最外層只有1個(gè)電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子。

（1）基態(tài)X 原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_____；該能層中電子占據(jù)的能量最高的電子云在空間有___個(gè)伸展方向，原子軌道呈_______形.

（2）單質(zhì)X與單質(zhì)Y2反應(yīng)，可以生成XY3和XY5，其中各原子滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物中，X原子的雜化軌道類型為________，其分子的空間構(gòu)型為________。

（3）元素Z基態(tài)原子的核外電子排布式為______，其同周期元素中，第一電離能最小的是____（寫元素符號(hào)）。

（4）Z與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示.

①該晶胞中，含有____個(gè)Y原子。該化合物的化學(xué)式為_____，設(shè)晶胞棱長為anm，則此晶體密度為____g/cm3（寫出計(jì)算表達(dá)式，摩爾質(zhì)量用M表示，阿伏伽德羅常數(shù)用NA表示）

②該化合物難溶于水但易溶于氨水，其原因是_________。

Answer 1

【答案】 M 3 啞鈴 sp3 三角錐形 1s22s22p63s23p63d104s1 K 4 CuC1 Cu+可與氨形成易溶于水的配位化合物

【解析】X是生物體中不可缺少的元素之一，它能形成多種化合物，其基態(tài)原子中有15種電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，說明X原子核外有15個(gè)電子，則X是P元素，X與Y位于同一周期，Y的負(fù)一價(jià)離子的最外層電子數(shù)與次外層的電子數(shù)相同，則Y是Cl元素，Z是第四周期元素，說明Z有四個(gè)電子層，最外層只有1個(gè)電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子，說明Z的M層有18個(gè)電子，則Z是Cu元素。

(1). P原子核外有15個(gè)電子，分三層排布，即有三個(gè)能層，所以電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，P原子的最外層為3s23p3，p軌道的電子云在三維空間中沿著x、y、z軸3個(gè)方向延伸，p原子軌道為啞鈴形，故答案為：M；3；啞鈴；

(2). 單質(zhì)P與Cl2反應(yīng)，可以生成PCl3和PCl5，PCl3中P、Cl原子均滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，PCl3中P原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為：3＋（5－1×3）=4，P原子的雜化軌道類型為sp3，因P原子有 1個(gè)孤電子對(duì)，所以分子的空間構(gòu)型為三角錐形，故答案為sp3；三角錐形；

(3). Z是Cu元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，在同一周期中，元素的第一電離能隨原子序數(shù)的遞增呈增大的趨勢(shì)，所以在第四周期中，第一電離能最小的是K元素，故答案為：1s22s22p63s23p63d104s1；K；

(4). ①. 依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法分析，每個(gè)晶胞中含有氯原子的個(gè)數(shù)為：8×1/8＋6×1/2=4，銅原子的個(gè)數(shù)為：4×1=4，所以該化合物的化學(xué)式為CuCl；由上述分析可知，1mol晶胞中含有4molCuCl，1mol晶胞的質(zhì)量為4M，晶胞棱長為anm，則晶體密度為ρ=，故答案為：4；CuCl；；

②. 因Cu+可與氨形成易溶于水的配位化合物，所以CuCl難溶于水而易溶于氨水，故答案為：Cu+可與氨形成易溶于水的配位化合物。