Question

4．在周期表中1～36號之間的W、X、Y、Z、Q六種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，已知W與其余五種元素既不同周期也不同主族，X原子的L層p軌道中有2個電子，Y元素原子的最外層有3個自旋方向相同的未成對電子，Z元素原子基態(tài)時，核外電子排布在3個能級上，且有2個未成對電子．Q元素在第四周期，原子的K層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為2：1，其d軌道處于全充滿狀態(tài)．
（1）按電子排布，Q元素在周期表中屬ds區(qū)．
（2）第一電離能Y＞Z，電負性Y＜Z（填“＞”，“=”或“＜”）．
（3）W與Z形成的常見化合物有W₂Z、W₂Z₂，W與Y能形成多種二元化合物，如YW₃、Y₂W₄、Y₃W₅、Y₄W₆…，W₂Z分子中Z原子的雜化類型為sp3雜化，YW₃分子的立體構型為三角錐形，YW₃極易溶于W₂Z的主要原因有都是極性分子，相似相溶；NH₃與H₂O分子間可形成氫鍵；NH₃與H₂O發(fā)生反應．
（4）若向含有Q²⁺的硫酸鹽溶液中滴加過量氨水，得到深藍色溶液后再加乙醇，有深藍色晶體析出，該晶體陽離子中含有的化學鍵有配位鍵、極性鍵．
（5）Q⁺與Y^3-形成的晶胞結構如圖所示，陰、陽離子間的核間距為 a pm，阿伏加德羅常數(shù)用NA 表示，則晶體的密度為$\frac{2.6×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 已知W與其余五種元素既不同周期也不同主族，而且原子序數(shù)最小，所以W是氫元素，X原子的L層p軌道中有2個電子，所以X是碳元素，Y元素原子的最外層有3個自旋方向相同的未成對電子，所以Y元素是氮元素，Z元素原子基態(tài)時，核外電子排布在3個能級上，且有2個未成對電子原子序數(shù)比氮大，所以Z是氧元素，Q元素在第四周期，原子的K層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為2：1，其d軌道處于全充滿狀態(tài)，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，由此分析解答．

解答 解：（1）核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，所以Q元素在周期表中屬ds 區(qū)，故答案為：ds；
（2）氮核外電子排布處于半滿狀態(tài)，所以第一電離能Y＞Z，同周期從左往右電負性增強，所以電負性Y＜Z，故答案為：＞；＜；
（3）H₂O分子中O原子的雜化類型為sp3雜化，NH₃分子中N原子的雜化類型為sp3雜化，分子的立體構型為三角錐形，氨氣與水分子間存在氫鍵，所以NH₃極易溶于H₂O，氨氣與水反應生成一水合氨，故答案為：sp3雜化；三角錐形；都是極性分子，相似相溶；NH₃與H₂O分子間可形成氫鍵；NH₃與H₂O發(fā)生反應；
（4）硫酸銅溶液中滴加過量氨水，得到深藍色溶液后再加乙醇，有深藍色晶體析出，[Cu（NH₃）₄]²⁺中含有的化學鍵有配位鍵、極性鍵，故答案為：配位鍵、極性鍵（5）Cu⁺與N^3-形成的晶胞結構如圖所示，則晶胞邊長為2acm，該晶胞中灰色球個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1、黑色球個數(shù)=12×$\frac{1}{4}$=3，根據化合價知，灰色球表示氮離子、黑色球表示亞銅離子，與同一個N^3-相連的Cu⁺有6個，該晶體的密度=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{64×3+14}{{N}_{A}}}{（2a×1{0}^{-10}）^{3}}$=$\frac{2.6×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，故答案為：$\frac{2.6×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，涉及晶胞計算、分子空間構型、元素周期律、原子核外電子排布等知識點，綜合性較強，明確基本原理及基本計算是解本題關鍵，難點是晶胞計算，題目難度中等．