Question

1．原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素之一，Y的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，Z的基態(tài)原子2p軌道上有3個(gè)未成對電子，W的原子序數(shù)為29．
回答下列問題：
（1）上述元素能形成原子晶體單質(zhì)的是C（填元素符號，下同），能形成金屬晶體的是Cu．
（2）元素Y、Z組成的晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為C₃N₄，其硬度比晶體硅大（填“大”或“小”）．
（3）一種由元素W與Au組成的合金晶體具有立方最密堆積結(jié)構(gòu)．其晶胞中W原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)位置，則該合金中W原子與Au原子數(shù)目之比為3：1，該晶體中，原子之間的作用力是金屬鍵．該晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到由W原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中．若將W原子與Au原子等同看待，該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF₂的結(jié)構(gòu)相似（如圖所示），該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為H_xAuyCu_z，x：y：z為H₈AuCu₃．

Answer 1

分析 Y的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)為4，內(nèi)層電子數(shù)為2，那么Y是C元素；
X是形成化合物種類最多的元素之一，那么X是H元素；
元素Z基態(tài)原子的2p軌道上有3個(gè)未成對電子，核外電子排布為1s²2s²2p³，則Z為N元素；
W的原子序數(shù)為29，那么W是Cu元素，
（1）C的單質(zhì)易形成原子晶體，Cu為金屬晶體；
（2）依據(jù)C元素和N元素在化合物中常見化合價(jià)判斷即可；
（3）W的原子序數(shù)為29，則W是Cu元素，結(jié)合元素、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析解答．

解答 解：Y的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)為4，內(nèi)層電子數(shù)為2，那么Y是C元素；
X是形成化合物種類最多的元素之一，那么X是H元素；
元素Z基態(tài)原子的2p軌道上有3個(gè)未成對電子，核外電子排布為1s²2s²2p³，則Z為N元素；
W的原子序數(shù)為29，那么W是Cu元素，
（1）碳元素易形成原子晶體：金剛石，銅為金屬晶體，故答案為：C；Cu；
（2）C元素在化合物中呈現(xiàn)+4價(jià)，N元素易形成-3價(jià)，故兩者形成的化合物為：C₃N₄，由于C與N的半徑比Si要小，故C-N鍵鍵能比Si-Si鍵能大，故硬度比晶體硅大，故答案為：C₃N₄；大；
（3）合金中原子之間存在金屬鍵，Cu原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)位置，該晶胞中Cu原子個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，Au原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，故Cu原子與Au原子數(shù)目之比為3：1，根據(jù)圖知，黑色小球相當(dāng)于H原子，為8個(gè)，所以晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式應(yīng)為H₈AuCu₃，
故答案為：3：1；金屬鍵；H₈AuCu₃．

點(diǎn)評 本題以元素的推斷為載體，考查了晶體類型的判斷、晶胞的計(jì)算等，難度中等，側(cè)重對基礎(chǔ)知識的鞏固，注意對基礎(chǔ)知識的理解掌握．