Question

（2011?大同模擬）有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數E＜Q＜T＜X＜Z．E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，且I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，且QT₂⁺與ET₂互為等電子體．X為周期表前四周期中電負性最小的元素，Z的原子序數為28．請回答下列問題（答題時如需表示具體元素，請用相應的元素符號）：
（1）寫出QT₂⁺的電子式

、基態(tài)Z原子的核外電子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²

．
（2）Q的簡單氫化物極易溶于T的簡單氫化物，其主要原因有

這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵

等兩種．
（3）化合物甲由T、X兩元素組成，其晶胞如圖1，甲的化學式為

KO₂

．
（4）化合物乙的晶胞如圖2，乙由E、Q兩元素組成，硬度超過金剛石．
①乙的晶體類型為

原子晶體

，其硬度超過金剛石的原因是

C-N鍵的鍵長小于C-C鍵，鍵能大于C-C鍵

．
②乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為

sp³

．

Answer 1

分析：E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，應位于周期表同一周期，基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，應為N元素，I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），且原子序數E＜Q＜T，則T應為O元素，QT₂⁺與ET₂互為等電子體．則E應為C元素，NO₂⁺與CO₂的電子數都為22，X為周期表前四周期中電負性最小的元素，應為K元素，Z的原子序數為28，為Ni元素，結合元素對應的單質、化合物的性質以及元素周期律解答該題．

解答：解：E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，應位于周期表同一周期，基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，應為N元素，I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），且原子序數E＜Q＜T，則T應為O元素，QT₂⁺與ET₂互為等電子體．則E應為C元素，NO₂⁺與CO₂的電子數都為22，X為周期表前四周期中電負性最小的元素，應為K元素，Z的原子序數為28，為Ni元素，
（1）QT₂⁺為NO₂⁺，電子式為，Z為Ni元素，原子序數為28，位于周期表第四周期第Ⅷ族，電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：； 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）Q的簡單氫化物和T的簡單氫化物分別為NH₃、H₂O，兩種分子立體構型相似，都為極性分子，并且N、O元素的電負性較大，氫化物中存在氫鍵，兩種原因導致氨氣極易溶于水，
故答案為：這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵；
（3）晶胞中K離子位于晶胞的頂點和體心位置，平均1個晶胞含有K離子的個數為8×

1

8

+6×

1

2

=4，
晶胞中，由O元素構成的離子個數為：2×（12×

1

4

+1）=8，
則甲的化學式為KO₂，故答案為：KO₂；
（4）①乙由E、Q兩元素組成，硬度超過金剛石，則乙為原子晶體，由于C-N鍵的鍵長小于C-C鍵，鍵能大于C-C鍵，則硬度超過金剛石，
故答案為：原子晶體；C-N鍵的鍵長小于C-C鍵，鍵能大于C-C鍵；
②晶體中C原子與4個N原子成鍵，N原子與3個C原子成鍵，并用1個孤電子對，都為sp³雜化，故答案為：sp³．

點評：本題考查較為綜合，涉及電子式、電子排布式的書寫、氫鍵、晶胞的計算及晶體的性質，題目難度中等，本題易錯點為（4），注意雜化類型的判斷．