Question

【题目】X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前四周期元素，这五种元素的相关信息如下：

元素	相关信息
X	其中一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代
Y	原子核外电子有7种不同的运动状态
Z	地壳中含量最高的元素
W	价电子排布式为(n＋1)sn(n＋1)pn＋2
R	基态原子最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子

(1)基态R原子的电子排布式为______________________________________。

(2)Y2分子中σ键和π键的数目比为________________。

(3)X、Y、Z三种元素的第一电离能由小到大的顺序为____________(用元素符号表示)，元素Y的简单气态氢化物的沸点比元素X的简单气态氢化物沸点高的主要原因是_____________。

(4)元素Z、W组成的微粒WZ42-的空间构型是______，其中W原子的杂化轨道类型为________。

(5)已知Z、R能形成一种化合物，其晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为________；若相邻的Z原子和R原子间的距离为a cm，设阿伏加德常数的值为NA，则该晶体的密度为__________g·cm－3(用含a、NA的代数式表示)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1) 1∶2 C＜O＜N 氨分子间存在氢键，而甲烷分子间只有范德华力 正四面体 sp3 Cu2O

【解析】

X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则X为碳元素；Y原子核外电子有7种不同的运动状态，则Y为N元素；Z是地壳中含量最高的元素，则Z为O元素；W元素的价电子排布式为(n＋1)sn(n＋1)pn＋2，s能级容纳2个电子，则n=2，可推知W为P元素；R元素的基态原子最外能层只有一个电子，其它能层均已充满，则F原子外围电子排布为3d104s1，所以R为铜元素，据此答题。

（1）R元素的基态原子最外能层只有一个电子，其它能层均已充满，基态R原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1。

（2）N2分子结构式为N≡N，σ键和π键的数目比为1：2，故答案为：1：2。

（3）C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：C<O<N；氨气分子之间存在氢键，而甲烷分子间只有范德华力，沸点高于甲烷的，故答案为：C<O<N；氨气分子之间存在氢键，而甲烷分子间只有范德华力。

（4）由元素Z、W组成的PO43-中P原子孤电子对数为（5+3-2×4）÷2=0，价层电子对数为4+0=4，故其空间构型是正四面体，其中P原子的杂化类型为sp3杂化，故答案为：正四面体；sp3杂化。

（5）根据晶胞的结构图可知，晶胞中含有氧原子数为1+8×1/8=2，铜原子数为4，所以该化合物的化学式为Cu2O，晶胞质量为，若相邻氧原子和铜原子间的距离为acm，则晶胞的体对角线为4acm，所以边长为，所以体积为，该晶体的密度为，故答案为：Cu2O，。