Question

X、Y、Z、M、N、Q为元素周期表前四周期的六种元素．其中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，M的内层电子数是最外层电子数的9倍，N的原子序数比M小1，Q在元素周期表的各元素中电负性最大．请回答下列问题：
（1）X元素在周期表中的位置是

 

，属于

 

区元素，它的外围电子的电子排布图为

 

．
（2）XZ₂分子的立体结构是

 

，YZ₂分子中Y的杂化轨道类型为

 

，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是

 

（写分子式），理由是

 

．
（3）含有元素N的盐的焰色反应为

 

色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是

 

．
（4）元素M与元素Q形成晶体结构如图所示，设其晶胞边长为a pm，则a位置与b位置之间的距离为

 

pm（只要求列算式）．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,晶胞的计算

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：X、Y、Z、M、N、Q为元素周期表前四周期的六种元素，X原子核外的M层中只有两对成对电子，核外电子排布应为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，X为S元素；Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Y有2个电子层，最外层电子数为4，故Y为C元素；Z是地壳内含量最高的元素，为O元素；M的内层电子数是最外层电子数的9倍，M只能处于第四周期，最外层电子数只能为2，内层电子总数为18，核外电子总数为20，故M为Ca元素；N的原子序数比M小1，则N为K元素；Q在元素周期表的各元素中电负性最大，Q为F元素，据此解答．

解答： 解：X、Y、Z、M、N、Q为元素周期表前四周期的六种元素，X原子核外的M层中只有两对成对电子，核外电子排布应为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，X为S元素；Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Y有2个电子层，最外层电子数为4，故Y为C元素；Z是地壳内含量最高的元素，为O元素；M的内层电子数是最外层电子数的9倍，M只能处于第四周期，最外层电子数只能为2，内层电子总数为18，核外电子总数为20，故M为Ca元素；N的原子序数比M小1，则N为K元素；Q在元素周期表的各元素中电负性最大，Q为F元素，
（1）X为S元素，元素在周期表中的位置是：第三周期ⅥA族，外围电子排布为3s²3p⁴，最后1个电子填充p能级，属于p区元素，它的外围电子的电子排布图为，故答案为：第三周期ⅥA族；p；；
（2）SO₂分子中S原子价层电子对数=2+

6-2×2

2

=3，S原子含有1对孤电子对，故其立体结构是V型，CO₂分子C原子呈2个σ键、没有孤电子对，C的杂化轨道类型为sp杂化，SO₂为极性分子，CO₂为非极性分子，H₂O为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，故SO₂的溶解度较大，
故答案为：V型；sp杂化；SO₂；SO₂为极性分子，CO₂为非极性分子，H₂O为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，故SO₂的溶解度较大；
（3）含有K元素的盐的焰色反应为紫色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是电子由较高能级跃迁到较低能级时，以光的形式释放能量，
故答案为：紫；电子由较高能级跃迁到较低能级时，以光的形式释放能量；
（4）上下方向的平面：晶胞上底面、下底面、中间4个绿色球构成的平面、8个蓝色球构成立方体的上底面、下底面，这5个面之间的距离相等为

1

4

a pm，同理，左右方向形成的面间的距离相等为

1

4

a pm，故a球到晶胞右侧面的距离为

1

4

a pm，到晶胞前面距离为

3

4

a pm，从a球向晶胞下底面作垂线，垂足为o，再作oc垂直棱，，即oc为

1

4

a pm，bc长为

3

4

a pm，ao长为

1

4

a pm，ab两球的距离=

( 1 4 a)2+( 1 4 a)2+( 3 4 a)2

pm=

a 11

4

 pm，
故答案为：

a 11

4

．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子的排布、分子结构与性质、晶胞计算等，（4）中计算为易错点、难点，注意利用各面距离相等计算，需要学生具有一定的空间想象与数学运算能力，难度较大．