Question

2．已知：W、Y、Z、T、M為前四周期元素，且原子半徑依次增大．請?zhí)羁眨?br />（1）W、Z是形成化合物種類最多的兩種元素，寫出Z原子的核外電子排布圖；
（2）化合物YW₃極易溶于水的原因H₂O與NH₃形成氫鍵；YW₃的分子構型為三角錐形．YW₃屬于極性（填“極性”或“非極性”）分子，其中Y的化合價為-3．
（3）元素T的原子中電子共占據了7個軌道，則T在元素周期表第三周期IIIA族．T的化合物TY熔融時不導電，常用作砂輪及耐高溫材料，由此推知，它屬于b（填編號字母）；
a．離子晶體             b．原子晶體                 c．分子晶體         d．無法判斷
（4）M³⁺的3d軌道為半充滿，則M的原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，M位于周期表的d區(qū)（按電子的填入順序劃分），M的晶體中的粒子采用的是體心立方堆積，則該種堆積方式的配位數為8，若其晶胞的邊長為acm，M的摩爾質量為Mr g/mol，阿伏加德羅常數的值為N_A，則其密度為$\frac{2M}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 W、Y、Z、T、M為前四周期元素，且原子半徑依次增大，W、Z是形成化合物種類最多的兩種元素，為C、H元素，W原子半徑小于Z，則W是H、Z是C元素；
化合物YW₃極易溶于水，該物質為氨氣，則Y為N元素；
元素T的原子中電子共占據了7個軌道，為Al元素；
M³⁺的3d軌道為半充滿，則M原子核外電子數=2+8+8+5+3=26，為Fe元素；
（1）Z為C元素，其原子核外有6個電子，根據構造原理書寫C原子核外電子排布圖；
（2）含有氫鍵的物質極易溶于水；氨氣分子中N原子價層電子對個數是4且含有1個孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷氨氣分子空間構型，正負電荷中心不重合的分子為極性分子；
（3）主族元素原子核外電子層數與其周期數相同，最外層電子數與其族序數相同；分子晶體熔沸點較高、硬度較大，熔融狀態(tài)下不導電；
（4）Fe原子核外電子數是26，根據構造原理書寫Fe原子核外電子排布式；Fe元素位于d區(qū)，M的晶體中的粒子采用的是體心立方堆積，即該晶胞中體心上含有1個原子、每個頂點上含有一個原子；該晶胞中Fe原子個數=1+8×$\frac{1}{8}$=2，密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×2}{V}$．

解答 解：W、Y、Z、T、M為前四周期元素，且原子半徑依次增大，W、Z是形成化合物種類最多的兩種元素，為C、H元素，W原子半徑小于Z，則W是H、Z是C元素；
化合物YW₃極易溶于水，該物質為氨氣，則Y為N元素；
元素T的原子中電子共占據了7個軌道，為Al元素；
M³⁺的3d軌道為半充滿，則M原子核外電子數=2+8+8+5+3=26，為Fe元素；
（1）Z為C元素，其原子核外有6個電子，根據構造原理書寫C原子核外電子排布圖為，故答案為：；
（2）H₂O與 NH₃形成氫鍵導致氨氣易溶于水；氨氣分子中N原子價層電子對個數是4且含有1個孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷氨氣分子空間構型為三角錐形，正負電荷中心不重合的分子為極性分子，氨氣分子結構不對稱，正負電荷中心不重合，為極性分子，氨氣中H元素為+1價，則N元素為-3價，
故答案為：H₂O與 NH₃形成氫鍵；三角錐形；極性；-3；
（3）主族元素原子核外電子層數與其周期數相同，最外層電子數與其族序數相同，Al原子核外有3個電子層、最外層電子數是3，所以位于第三周期第IIIA族；分子晶體熔沸點較高、硬度較大，熔融狀態(tài)下不導電，AlN熔沸點較高、硬度較大，為原子晶體，
故答案為：第三；IIIA；b；
（4）Fe原子核外電子數是26，根據構造原理書寫Fe原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；Fe元素位于d區(qū)，M的晶體中的粒子采用的是體心立方堆積，即該晶胞中體心上含有1個原子、每個頂點上含有一個原子，所以Fe原子配位數是8；該晶胞中Fe原子個數=1+8×$\frac{1}{8}$=2，密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×2}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×2}{{a}^{3}}$=$\frac{2M}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；d；8；$\frac{2M}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，涉及晶胞計算、微粒空間構型判斷、原子核外電子排布、氫鍵等知識點，側重考查學生空間想象、計算及綜合知識運用能力，熟練掌握體心立方、面心立方中原子在晶胞中的位置，題目難度中等．