Question

【題目】X、Y、Z、R為前四周期原子序數(shù)依次增大的元素。X原子有3個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等；Z原子的不成對(duì)電子數(shù)在同周期中最多,且Z的氣態(tài)氫化物在同主族元素的氫化物中沸點(diǎn)最低；X、Y、R三元素在周期表中同族。

（1）R元素在周期表中的位置是_______________________，其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布圖為__________________________。

（2）下圖表示X、Y、Z的四級(jí)電離能變化趨勢，其中表示Z的曲線是_________（填標(biāo)號(hào)）。

（3）化合物（XH2＝X＝O）分子中X原子雜化軌道類型是___________，1mol (X2H5O)3Z＝O分子中含有的σ鍵與π鍵的數(shù)目比為_______________。

（4）Z與氯氣反應(yīng)可生成一種各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物，其分子的空間構(gòu)型為______。

（5）某R的氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，該物質(zhì)的化學(xué)式為____________。已知該晶體密度為ρg/cm3，距離最近的兩個(gè)原子的距離為d pm,則R的相對(duì)原子質(zhì)量為___________________。 (阿伏加德羅常數(shù)為NA)

（6）X形成的一種常見單質(zhì)，性質(zhì)硬而脆，原因是____________________。

Answer 1

【答案】 第四周期，ⅣA族 b sp、sp2 25:1 三角錐形 GeO ()3×ρ××NA-16 碳碳鍵鍵能大，故硬；但共價(jià)鍵有方向性，受大的外力時(shí)，會(huì)發(fā)生原子錯(cuò)位而斷裂，故脆

【解析】X原子有3個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等，電子排布式為1s22s22p2，推出X為C，因?yàn)閄、Y、R三元素在周期表同族，因此Y為Si，R為Ge，原子序數(shù)依次增大，Z原子的不成對(duì)電子數(shù)在同周期中最多,且Z的氣態(tài)氫化物在同主族元素的氫化物中沸點(diǎn)最低，因此Z為P，（1）Ge位于第四周期第IVA族，因?yàn)槭侵髯逶�素，因此價(jià)電子是最外層電子，；（2）本題考查電離能的規(guī)律，同主族從上到下第一電離能減小，P元素3p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素，故Si的第一電離能最小，P原子第四電離能為失去4s2能中的1個(gè)電子，為全滿穩(wěn)定狀態(tài)，與第三電離能相差較大，因此b曲線為P；（3）本題考查雜化類型、化學(xué)鍵的判斷，CH2=C=O中“CH2=”中的碳原子有3個(gè)σ鍵，無孤電子對(duì)，因此雜化類型為sp2，“C=O”中的C有2個(gè)σ鍵，無孤電子對(duì)，雜化類型為sp；成鍵電子對(duì)之間只能形成一個(gè)σ鍵，雙鍵中有一個(gè)π鍵，因此σ鍵和π鍵的數(shù)目比值為25：1；（4）本題考查空間構(gòu)型，P和氯氣反應(yīng)生成PCl3和PCl5，均滿足8電子結(jié)構(gòu)的是PCl3，中心原子是P，有3個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為(5－3)/2=1，因此空間構(gòu)型為三角錐形；（5）本題考查晶胞的結(jié)構(gòu)，氧原子位于頂點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為8×1/8＋6×1/2=4，Ge全部位于晶胞內(nèi)部，因此化學(xué)式為GeO，晶胞的質(zhì)量為4×(M＋16)/NAg，距離最近的兩個(gè)原子是體對(duì)角線的1/4，因此體對(duì)角線為4d，則邊長為pm，晶胞的體積為（×10－10）3，根據(jù)晶胞的密度，求出M，則M=()3×ρ××NA-16；（6）碳碳鍵鍵能大，故硬；但共價(jià)鍵有方向性，受大的外力時(shí)，會(huì)發(fā)生原子錯(cuò)位而斷裂，故脆。