Question

2．元素X基態(tài)原子核外電子數(shù)為29，元素Y位于X的前一周期且最外層電子數(shù)為1，元素Z基態(tài)原子3p軌道上有4個電子，元素P原子最外層電子數(shù)是其內層電子數(shù)的3倍，元素Q基態(tài)原子2p半充滿．請回答下列問題：
（1）寫出X基態(tài)原子的核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）Q的氣態(tài)氫化物分子中Q原子軌道雜化類型是sp³，該分子的空間構型為三角錐．
（3）P與Q的第一電離能的大小關系為N＞O．
（4）Z的氫化物在乙醇中的溶解度小于P的氫化物的原因是H₂O與乙醇分子間形成氫鍵．
（5）Y與P形成的化合物晶胞結構如圖，晶胞參數(shù)a=0.566nm，晶飽中P原子的配位數(shù)為8，計算該晶體的密度為2.27g/cm³．

Answer 1

分析 元素X基態(tài)原子核外電子數(shù)為29，則X為Cu，元素Y位于X的前一周期即第三周期，且最外層電子數(shù)為1，則Y為Na，元素Z基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子，則Z是S元素；元素P的原子最外層電子數(shù)是其內層的3倍，元素最外層電子數(shù)小于或等于8，所以P是O元素，元素Q基態(tài)原子2p半充滿，則Q為N，據(jù)此答題．

解答 解：元素X基態(tài)原子核外電子數(shù)為29，則X為Cu，元素Y位于X的前一周期即第三周期，且最外層電子數(shù)為1，則Y為Na，元素Z基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子，則Z是S元素；元素P的原子最外層電子數(shù)是其內層的3倍，元素最外層電子數(shù)小于或等于8，所以P是O元素，元素Q基態(tài)原子2p半充滿，則Q為N，
（1）X為Cu，X基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）Q為N，Q的氣態(tài)氫化物為氨，氨分子中氮原子的價層電子對數(shù)為$\frac{5+3}{2}$=4，所以軌道雜化類型是sp³，分子中有一對孤電子對，該分子的空間構型為三角錐形，
故答案為：sp³；三角錐；
（3）P是O元素，Q為N，由于氮原子的最外層是半充滿狀態(tài)，是一種穩(wěn)定結構，所以O與N的第一電離能的大小關系為N＞O，
故答案為：N＞O；
（4）Z是S元素，是O元素，硫化氫與乙醇不能形成氫鍵，而水能與乙醇形成氫鍵，所以硫化氫在乙醇中的溶解度小于Y水在乙醇中的溶解度，
故答案為：H₂O與乙醇分子間形成氫鍵；
（5）Y為Na，P是O元素，鈉與氧形成的化合物的陰陽離子個數(shù)之比為1：2，根據(jù)晶胞的結構圖可知，圖中空心球為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，而實心球為8個，所以空心球為氧離子，實心球為鈉離子，以頂點上的氧離子為例，根據(jù)圖可知，與氧離子最近的鈉離子有8個，所以氧離子的配位數(shù)為8，晶胞參數(shù)a=0.566nm，該晶體的密度為$\frac{\frac{4×（46+16）}{{N}_{A}}g}{（{0.566nm）}^{3}}$=$\frac{4×62}{（0.566×10{\;}^{-7}）^{3}×6.02×10{\;}^{23}}$g/cm³=2.27g/cm³，
故答案為：8；2.27．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、雜晶胞計算、氫鍵、原子雜化方式、第一電離能等，注意對基礎知識的理解掌握，題目難度中等．