Question

X、Y、Z、M、W五種元素分別位于周期表中三個緊鄰的周期，且原子序數(shù)逐漸增大，X和Y的氫化物都比相鄰同族元素氫化物的沸點高，但在同周期中卻不是最高的．Z是同周期元素中離子半徑最小的元素．M屬s區(qū)元素，其原子的最外能層上有兩個運動狀態(tài)不同的電子．W能形成紅色（或磚紅色）的W₂O和黑色的WO兩種氧化物．請回答下列問題：
（1）基態(tài)W原子的核外電子排布式是

 

．
（2）X、Y可以形成一種共價化合物甲，甲中各原子均滿足8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則甲的空間構(gòu)型是

 

，其中心原子的雜化軌道類型是

 

．
（3）甲不易與W²⁺離子形成配離子，其原因是

 

．
（4）X、Z可以形成一種新型耐高溫陶瓷材料，其晶體類型是

 

，化學式為

 

．
（5）M與Y形成的化合物的晶胞如圖所示，其中M離子的配位數(shù)是

 

該晶體的密度為ag?cm^-3，則晶胞的體積是

 

cm³（只要求列算式，不必計算出數(shù)值．阿伏加德羅常數(shù)為N_A）．
（6）原子序數(shù)小于36的元素Q與T，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，且原子序數(shù)T比Q多2，Q²⁺的末成對電子數(shù)是

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：X、Y、Z、M、W五種元素分別位于周期表中三個緊鄰的周期，且原子序數(shù)逐漸增大．W能形成紅色（或磚紅色）的W₂O和黑色的WO兩種氧化物，則W為Cu元素，故五種元素為二、三、四周期元素，X和Y的氫化物都比相鄰同族元素氫化物的沸點高，氫化物分子之間存在氫鍵，處于第二周期，但在同周期中卻不是最高，且Y的原子序數(shù)比X大，則X為氮元素、Y為F元素；M屬s區(qū)元素，其原子的最外能層上有兩個運動狀態(tài)不同的電子，處于ⅡA族，Z是同周期元素中離子半徑最小的元素，二者不能處于同周期，M的原子序數(shù)較大，故M處于第四周期、Z處于第三周期，則M為Ca、Z為Al，據(jù)此解答．

解答： 解：X、Y、Z、M、W五種元素分別位于周期表中三個緊鄰的周期，且原子序數(shù)逐漸增大．W能形成紅色（或磚紅色）的W₂O和黑色的WO兩種氧化物，則W為Cu元素，故五種元素為二、三、四周期元素，X和Y的氫化物都比相鄰同族元素氫化物的沸點高，氫化物分子之間存在氫鍵，處于第二周期，但在同周期中卻不是最高，且Y的原子序數(shù)比X大，則X為氮元素、Y為F元素；M屬s區(qū)元素，其原子的最外能層上有兩個運動狀態(tài)不同的電子，處于ⅡA族，Z是同周期元素中離子半徑最小的元素，二者不能處于同周期，M的原子序數(shù)較大，故M處于第四周期、Z處于第三周期，則M為Ca、Z為Al，
（1）W為Cu元素，原子核外有29個電子，核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）N、F可以形成一種共價化合物甲，甲中各原子均滿足8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則甲為NF₃，N原子價層電子對數(shù)=3+

5-1×3

2

=4、含有1對孤對電子，故為三角錐型，N原子采取sp³雜化，
故答案為：三角錐型；sp³；
（3）NF₃分子中F原子的電負性強，吸引電子能力強，使N原子上的孤電子對難與Cu²⁺離子形成配位鍵，NF₃不易與Cu²⁺離子形成配離子配離子，
故答案為：NF₃分子中F原子的電負性強，吸引電子能力強，使N原子上的孤電子對難與Cu²⁺離子形成配位鍵；
（4）N、Al可以形成一種新型耐高溫陶瓷材料，屬于原子晶體，其化學式為AlN，
故答案為：原子晶體；AlN；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中大黑色球有8個，小黑色球數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，則M與Y形成的化合物化學式為CaF₂，故大黑色球為F^-、小黑色球為Ca²⁺，每個F^-的配位數(shù)為4，則Ca²⁺配位數(shù)為8，
晶胞的質(zhì)量為4×

78

NA

g，該離子化合協(xié)晶體的密度為a g/cm³，則晶胞的體積=

4×78 NA

a g/cm3

=

4×78

aNA

g/m³，
故答案為：8；

4×78

aNA

；
（6）原子序數(shù)小于36的元素Q和T，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，則Q、T處于第Ⅷ族，且原子序數(shù)T比Q多2，則Q為Fe元素，T為Ni元素，F(xiàn)e²⁺的核外電子排布式為1s²4s²2p⁶3s²3d⁶，3d能級有4個單電子，故答案為：4．

點評：本題綜合查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，推斷元素是解題的關(guān)鍵，涉及核外電子排布規(guī)律、配位鍵、雜化理論與分子結(jié)構(gòu)、晶胞計算等，難度中等，（3）為易錯點，（5）掌握均攤法進行晶胞的有關(guān)計算．