Question

已知U、V、W、X、Y、Z均为元素周期表中前36号元素，且原子序数依次增大．U、V、W和X、Y分别为同一周期的主族元素，V原子p能级电子总数与s能级电子总数相等．U、Z原子中未成对电子数是同周期中最多的，且基态Z原子核外电子数是基态V原子核外电子数的3倍．X和Y原子的第一至第四电离能如表所示：

电离能/kJ/mol	I1	I2	I3	I4
X	738	1451	7733	10540
Y	578	1817	2745	11575

（1）试比较U、V、W三种元素电负性

 

（用元素符号填空）
X、Y两元素中X的第一电离能较大的原因是

 

（2）基态Z原子的核外电子排布式为

 

．该基态原子共有

 

种不同运动状态的电子．
（3）试写出U元素单质的2种等电子体，并举例说明其结构或性质与U元素单质的相似之处：①

 

，

 

；
②

 

，

 

；
（4）将W的单质通入NaOH溶液中可得到VW₂．VW₂是一种无色、几乎无味的剧毒气体，主要用于氧化反应，火箭工程、助燃剂等．
①VW₂中V原子的杂化轨道类型是

 

，VW₂分子的空间构型为

 

．
②与H₂O分子相比，VW₂分子的极性更

 

（填“大”或“小”），原因是

 

．
（5）金属Z内部原子的堆积方式与Na相同，都是体心立方堆积方式，如图．则晶胞中Z的配位数为

 

，若该晶胞的边长为289pm，N_A取值为6.02×10²³，Z原子的摩尔质量为52g/mol，则E的密度为

 

g/cm³．Z原子与次近的Z原子的核间距离为

 

pm．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：U、V、W、X、Y、Z均为元素周期表中前36号元素，且原子序数依次增大．V原子p能级电子总数与s能级电子总数相等，则V为O元素；U、Z原子中未成对电子数是同周期中最多的，且基态Z原子核外电子数是基态V原子核外电子数的3倍，则U为N元素，Z为Cr元素；根据X和Y原子的第一至第四电离可知，X的第3电离能较大，则X为Mg元素；Y的第4电离能明显增大，则Y为Al元素；W为F元素；再结合题目分析解答．

解答： 解：U、V、W、X、Y、Z均为元素周期表中前36号元素，且原子序数依次增大．V原子p能级电子总数与s能级电子总数相等，则V为O元素；U、Z原子中未成对电子数是同周期中最多的，且基态Z原子核外电子数是基态V原子核外电子数的3倍，则U为N元素，Z为Cr元素；根据X和Y原子的第一至第四电离可知，X的第3电离能较大，则X为Mg元素；Y的第4电离能明显增大，则Y为Al元素；W为F元素；再结合题目分析解答．
（1）非金属性：F＞O＞N，故电负性：F＞O＞N；Mg原子价电子排布为3s²，而Al原子的价电子排布为3s²3p¹，Mg原子3s轨道全充满，3p轨道全空相对稳定，故第一电离能：F＞O＞N；X为Mg、Y为Al，Mg原子价电子排布为3s²，而Al原子的价电子排布为3s²3p¹，Mg原子3s轨道全充满，3p轨道全空相对稳定；
（2）Cr的核外电子数为24，有24种不同运动状态的电子，其原子的核外电子排布式为[Ar]3d⁵4s¹，故答案为：[Ar]3d⁵4s¹；24；
（3）N₂有14个电子，其等电子体有都呈电中性的CO，都较稳定的CN^-，故答案为：CO，都呈电中性；CN^-，都具有稳定性；
（4）①OF₂中，O原子与F形成2条共价键，还有2个孤对电子，形成4个杂化轨道，采用sp3杂化，构成V形空间结构；故答案为：sp³；V形；
②F的电负性大于O，导致正负电荷中心偏离程度减小，OF₂分子的极性小于H₂O；故答案为：小；F的电负性大于O，导致正负电荷中心偏离程度减小；
（5）该晶胞中，晶胞中心Cr与周围8个Cr最近，其配位数为8；其密度为ρ=

m

V

=

2×52

(2.89×10-10)3NA

g/cm3=7.1g/cm³，Cr原子与次近的Cr原子为另一个晶胞的中心Cr原子，其核间距离为边长为289pm，故答案为：8；7.0至7.2均可；289pm．

点评：本题考查了物质结构和性质，正确推断元素是解本题关键，明确晶胞的计算方法、第一电离能、氢化物的稳定性、核外电子排布式的书写规则即可解答，注意第一电离能的规律及异常现象，题目难度中等．