Question

19．Q、R、X、Y、Z、L六種元素的原子序數(shù)依次增大，R和L是同主族元素，R的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少1，L的單質(zhì)常溫常壓下是紫黑色固體，Q和X形成的離子化合物XQ是堿石灰的主要成分，X、Y、Z位于同一周期，Y的外圍電子數(shù)是最外層電子的6倍，Z位于ds區(qū)且不能和稀硫酸反應(yīng)生成H₂，請問答下列問題：
（1）L的價層電子軌道示意圖為，L的含氧酸HLO₃中L的雜化方式為sp³，酸根LO₃^-的離子構(gòu)型為三角錐形；
（2）ZR₄^2-的配體是Cl^-，ZR₄^2-是黃色的，而ZR₂的稀溶液是淺藍(lán)色，說明原因稀溶液中主要形成[Cu（H₂O）₄]²⁺配離子；
（3）Y的氧化物呈如圖所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，則該氧化物的化學(xué)式為CrO₃；
（4）X和Z的晶體堆積模型相同，列式計算晶體X的空間利用率74%，己知X原子半徑約為200pm，則晶體X的密度為1.5g/cm³（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
（5）XL₂晶體含有層狀結(jié)構(gòu)，其層內(nèi)有強(qiáng)極性共價鍵，層外有范德華力相連接，則XL₂的晶體類型是混合型晶體或過渡型晶體．

Answer 1

分析 R和L是同主族元素，R的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少1，R為Li或Cl，L的單質(zhì)常溫常壓下是紫黑色固體，應(yīng)為I₂，則R為Cl，L為I元素，Q和X形成的離子化合物XQ是堿石灰的主要成分，可知Q為O元素，X為Ca元素，X、Y、Z位于同一周期，為第四周期，Y的外圍電子數(shù)是最外層電子的6倍，外圍電子排布為3d⁵4s¹，應(yīng)為Cr元素，Z位于ds區(qū)且不能和稀硫酸反應(yīng)生成H₂，應(yīng)為Cu，以此解答該題．

解答 解：R和L是同主族元素，R的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少1，R為Li或Cl，L的單質(zhì)常溫常壓下是紫黑色固體，應(yīng)為I₂，則R為Cl，L為I元素，Q和X形成的離子化合物XQ是堿石灰的主要成分，可知Q為O元素，X為Ca元素，X、Y、Z位于同一周期，為第四周期，Y的外圍電子數(shù)是最外層電子的6倍，外圍電子排布為3d⁵4s¹，應(yīng)為Cr元素，Z位于ds區(qū)且不能和稀硫酸反應(yīng)生成H₂，應(yīng)為Cu，
（1）L為I元素，最外層有7個電子，價層電子軌道示意圖為，I的含氧酸HIO₃中I形成3個δ鍵，且有1個孤電子對，為sp³雜化，酸根IO₃^-的離子構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：；sp³；三角錐形；
（2）CuCl₄^2-的配體為Cl^-，稀溶液中主要形成[Cu（H₂O）₄]²⁺配離子，CuCl₂的稀溶液是淺藍(lán)色，
故答案為：Cl^-；稀溶液中主要形成[Cu（H₂O）₄]²⁺配離子；
（3）由限鏈狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)可知每個Cr對應(yīng)的O原子個數(shù)為2+2×$\frac{1}{2}$=3，氧化物為CrO₃，故答案為：CrO₃；
（4）銅晶胞中銅原子位于頂點和面心，即晶胞類型為面心立方堆積，銅原子半徑為r，則晶胞邊長=2$\sqrt{2}$r，晶胞體積V=（2$\sqrt{2}$r）³，每個晶胞中銅原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則空間利用率為$\frac{\frac{4}{3}×π}{（2\sqrt{2}）^{3}}$×100%=74%，
己知X原子半徑約為200pm，
則ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{256}{{N}_{A}}}{（2\sqrt{2}×200×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm³=1.5g/cm³，
故答案為：74%；1.5；
（5）XL₂晶體含有層狀結(jié)構(gòu)，其層內(nèi)有強(qiáng)極性共價鍵，層外有范德華力相連接，則XL₂的晶體類型是混合型晶體或過渡型晶體，
故答案為：混合型晶體或過渡型晶體．

點評 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，涉及原子雜化方式的判斷、價電子排布式的書寫、元素周期律、晶胞的計算等知識點，題目綜合性較強(qiáng)，注意根據(jù)價層電子對互斥理論、構(gòu)造原理等知識來分析解答，題目難度大．