Question

X、Y、Z、Q为短周期非金属元素，R是长周期元素．X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍；Y的基态原子有7种不同运动状态的电子；Z元素在地壳中含量最多；Q是电负性最大的元素；R⁺离子只有三个电子层且完全充满电子．
请回答下列问题：（答题时，X、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示）
（1）R的基态原子的电子排布式为______．
（2）X、Y、Z三种元素第一电离能从大到小顺序为______．
（3）已知Y₂Q₂分子存在如图所示的两种结构（球棍模型，短线不一定代表单键）：
①该分子中两个Y原子之间的键型组合正确的是______
A．仅1个σ键B.1个σ键和2个π键
C.1个σ键和1个π键D．仅2个σ键
②该分子中Y原子的杂化方式是______
（4）R²⁺水溶液中存在配合物离子[R（H₂O）₄]²⁺，请画出[R（H₂O）₄]²⁺离子的结构式______
（5）X与Y元素可以形成一种超硬新材料，其晶体部分结构如图所示，有关该晶体的说法正确的是______


A．该晶体属于分子晶体
B．此晶体的硬度比金刚石还大
C．晶体的化学式是X₃Y₄
D．晶体熔化时共价键被破坏，没有克服范德华力和氢键．

Answer 1

X、Y、Z、Q为短周期非金属元素，R是长周期元素．
X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍，且为非金属，则X为C元素；Y的基态原子有7种不同运动状态的电子，则Y为N元素；
Z元素在地壳中含量最多，则Z为O元素；Q是电负性最大的元素，则Q为F元素；R⁺离子只有三个电子层且完全充满电子，则R为Cu元素．由分析可知：X为C元素；Y为N元素；Z为O元素；Q为F元素；R为Cu元素．
（1）R为Cu元素，基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）同周期元素从左到右元素的第一电离能逐渐减小，则C元素的最小，由于N的2p轨道电子为半充满状态，难以失去电子，
第一电离能大于O，所以第一电离能从大到小的顺序为：N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C；
（3）Y₂Q₂为N₂F₂，有如图2种结构，N原子之间形成N═N双键，①N原子之间形成N═N双键，含有1个σ键和1个π键，故选C；
②杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数，该分子中N原子的杂化轨道数=2+1=3，所以N原子杂化方式是sp²杂化，故答案为：sp²杂化；
（4）[R（H₂O）₄]²⁺为[Cu（H₂O）₄]²⁺，离子结构式为



，故答案为：



；
（5）A、X与Y元素可以形成一种超硬新材料，由晶体部分结构可知，该晶体为原子晶体，故A错误；
B、C-N键键长比C-C键长短，C-N键键能大，所以晶体的硬度比金刚石还大，故B正确；
C、结构中每个X原子周围有4个Y原子，每个Y原子周围有3个X原子，所以该晶体化学式为X₃Y₄，即为C₃N₄，故C正确；
D、该晶体为原子晶体，晶体熔化时共价键被破坏，没有克服范德华力和氢键，故D正确．
故答案为：BCD．