Question

16． （1）X、Y、Z三種短周期元素，其中X的一種核素是最簡單的原子，Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子．
①Y₂X₂分子中Y原子軌道的雜化類類型為sp1mol，Y₂X₂含有σ鍵的數(shù)目為3N_A．
②化合物ZX₃的沸點(diǎn)比化合物YX₄的高，其主要原因是NH₃分子間存在氫鍵．
③元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物 的分子式是N₂O．
（2）過渡金屬元素鐵能形成多種配合物，如：K₂[Fe（SCN）₆]、Fe（CO）_x等．
①基態(tài)Fe³⁺的M層電子排布式為3s²3p⁶3d⁵．
②配合物Fe（CO）_x的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則x=5．Fe（CO）_x晶體屬于分子晶體（填晶體類型）．
（3）Na和O形成的一種只含有離子鍵的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：
①距離一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體是立方體．
②已知該晶胞的密度為ρg•cm^-3，阿伏伽德羅常數(shù)為N，求晶胞的邊長a=$\root{3}{{\frac{248}{{ρ•{N_A}}}}}$cm（用含p、N_A的計(jì)算式表示）．

Answer 1

分析 （1）X、Y、Z三種短周期元素，其中X的一種核素是最簡單的原子，則X是H元素；
Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，為C元素；
Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子，則Z為N元素；
①C₂H₂分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是2且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子軌道的雜化類類型為；一個(gè)乙炔分子中1mol含有3個(gè)σ鍵；
②氫鍵導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高；
③原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子個(gè)數(shù)相等的微粒互為等電子體；
（2）①基態(tài)Fe³⁺的M層有13個(gè)電子，3s能級(jí)有一個(gè)電子、3p能級(jí)有6個(gè)電子、3d能級(jí)有5個(gè)電子，據(jù)此書寫電子排布式；
②配合物Fe（CO）_x中鐵原子價(jià)電子數(shù)是8、CO中價(jià)電子數(shù)是10，配合物Fe（CO）_x的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則8+2x=18，x=5；配合物屬于分子晶體；
（3）①根據(jù)圖知，距離一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體是立方體；
②該晶胞中黑色小球個(gè)數(shù)是8、灰色小球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，二者個(gè)數(shù)變?yōu)闉?：4=2：1，該化合物中一種元素化合價(jià)為+1價(jià)、一種為-2價(jià)，O為-2價(jià)、Na為+1價(jià)，所以化學(xué)式為Na₂O，晶胞體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$，晶胞邊長=$\root{3}{V}$．

解答 解：（1）X、Y、Z三種短周期元素，其中X的一種核素是最簡單的原子，則X是H元素；
Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，為C元素；
Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子，則Z為N元素；
①C₂H₂分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是2且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論知C原子軌道的雜化類類型為sp雜化；一個(gè)乙炔分子中1mol含有3個(gè)σ鍵，所以1mol C₂H₂含有σ鍵的數(shù)目為3N_A，
故答案為：sp；3N_A；
②氫鍵導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高，氨氣中存在氫鍵、四氯化碳中不含氫鍵，所以氨氣熔沸點(diǎn)高于甲烷，故答案為：NH₃分子間存在氫鍵；
③CO₂與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是N₂O，故答案為：N₂O；
（2）①基態(tài)Fe³⁺的M層有13個(gè)電子，3s能級(jí)有一個(gè)電子、3p能級(jí)有6個(gè)電子、3d能級(jí)有5個(gè)電子，所以鐵離子M層電子排布式3s²3p⁶3d⁵，故答案為：3s²3p⁶3d⁵；
②配合物Fe（CO）_x中鐵原子價(jià)電子數(shù)是8、CO中價(jià)電子數(shù)是10，配合物Fe（CO）_x的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則8+2x=18，x=5；配合物屬于分子晶體，該物質(zhì)為分子晶體，
故答案為：5；分子晶體；
（3）①根據(jù)圖知，距離一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體是立方體，故答案為：立方體；
②該晶胞中黑色小球個(gè)數(shù)是8、灰色小球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，二者個(gè)數(shù)變?yōu)闉?：4=2：1，該化合物中一種元素化合價(jià)為+1價(jià)、一種為-2價(jià)，O為-2價(jià)、Na為+1價(jià)，所以化學(xué)式為Na₂O，晶胞體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$=$\frac{62×4}{ρ{N}_{A}}$cm³，晶胞邊長=$\root{3}{V}$=$\root{3}{\frac{62×4}{ρ{N}_{A}}}$cm=$\root{3}{{\frac{248}{{ρ•{N_A}}}}}$cm，故答案為：$\root{3}{{\frac{248}{{ρ•{N_A}}}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、配合物、原子核外電子排布、氫鍵等知識(shí)點(diǎn)，這些都是高頻考點(diǎn)，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算，知道密度公式中各個(gè)字母含義，題目難度中等．