Question

【题目】Q、R、X、Y、Z、L六种元素的原子序数依次增大，R和L是同主族元素，R的最外层电子数比次外层电子数少1，L的单质常温常压下是紫黑色固体。Q和X形成的离子化合物XQ是碱石灰的主要成分。X、Y、Z位于同一周期，Y的外围电子数是最外层电子数的6倍，Z位于ds区且不能和稀硫酸反应生成H2。请回答下列问题：

（1）Q的价层电子排布式为___________________，L的含氧酸HLO3中L的杂化方式为__________，酸根LO3-的离子构型为________________。

（2）ZR42-的配体是______，在ZSO4溶液中加入过量KCN，生成配合物[Z（CN）4]2—，则1mol该配合物中含有的π键的数目是_______。与Z同周期的元素中，与Z原子最外层电子数相等的元素还有_________（填元素符号）

（3）Y的氧化物呈如下图所示的无限链状结构，则该氧化物的化学式为______________。

（4）X和Z的晶体堆积模型相同，配位数为______________，已知X原子半径约为200pm，则晶体X的密度为__________________g/cm3(计算结果保留两位有效数字)。

（5）XL2晶体含有层状结构，其层内有强极性共价键，层间以范德华力相连接，则XL2的晶体类型是___________。

Answer 1

【答案】2s 22p4 sp3 三角锥形 Cl- 4.82×1024 K、Cr CrO3 12 1.5 混合型晶体或过渡型晶体

【解析】

L的单质常温常压下是紫黑色固体，则L为碘；Q和X形成的离子化合物XQ是碱石灰的主要成分，Q、R、X、Y、Z、L六种元素的原子序数依次增大，所以X为钙。Q为 氧；R和L是同主族元素，R的最外层电子数比次外层电子数少1，所以R为氯；X、Y、Z位于同一周期，Y的外围电子数是最外层电子数的6倍，Z位于ds区且不能和稀硫酸反应生成H2，Y的外层电子数为24,则Y为Cr元素, Z为Cu元素。

（1）由上述分析知Q为氯元素，氯的价层电子排布式为2s 22p4，L的含氧酸HIO3中含氧酸HLO3即HIO3,其结构为,计算可得杂化轨道数为7+4-32=4,为sp3杂化,由于成键电子对为3对,且含有一对孤对电子,可知IO3-的结构构型为三角锥形,答案：2s22p4 sp3 三角锥形。

（2）ZR42-的配体是Cl-，1个CN结构中含有两个π键，则1mol[Z（CN）4]2-中含有8molπ键,所以1mol该配合物中含有的的数目是6.0210238=4.82×1024。答案：4.82×1024。

(3)Y为Cr,根据Cr的化合价特点以及观察结构可知主链上中心原子为Cr原子,而Cr原子间由一个O原子进行链接,所以有两个O原子链接两个Cr原子,即一个Cr占有一个O原子,而每个Cr原子上还有两个没有成键的O原子,所以每个Cr占有3个O原子,则其化学式为CrO3;答案：CrO3。

(4)由上述分析知X为钙，Z为铜，两者的晶体堆积模型相同,即Ca与Cu的堆积模型相同,而Cu的堆积模型为面心立方最密堆积型:,配位数为12。根据结构可知一个晶胞中含有4个Ca原子,由于原子半径为200pm=2×10-8cm,一个晶胞中所含Ca原子的质量为(4×40)/NA,体积为V=(r)3,所以计算可得Ca的密度为4×40g/6.02×1023(2×2×10-8cm)3=1.468g/cm2≈1.5g/cm3。答案：12、1.5。

(5)XL2为CaCl2,由于晶体中含有层状结构,且层内有强极性共价键,层间含有范德华力,所以可以知道其晶体类型为混合型晶体或过渡型晶体。答案：混合型晶体或过渡型晶体。