Question

【題目】X、Y、Z、R為前四周期原子序數依次增大的元素。X原子有3個能級，且每個能級上的電子數相等；Z原子的不成對電子數在同周期中最多，且Z的氣態氫化物在同主族元素的氫化物中沸點最低；X、Y、R三元素在周期表中同族。

（1）R元素在周期表中的位置是_____________，其基態原子的電子排布式為[Ar]_______。

（2）如圖表示X、Y、Z的四級電離能變化趨勢，其中表示Z的曲線是_______(填標號)。

（3）化合物(XH2=X=O)分子中X原子雜化軌道類型是____________，1mol(X2H5O)3Z=O分子中含有的σ鍵與π鍵的數目比為__________________。

（4）Z與氯氣反應可生成一種各原子均滿足8電子穩定結構的化合物，其分子的空間構型為_____。

（5）某R的氧化物晶胞結構如圖所示。該物質的化學式為_______________。已知該晶體密度為pg·cm-3，距離最近的兩個原子的距離為dpm，則R的相對原子質量計算表達式為___________________________(已知lpm=10-12m，阿伏加德羅常數為NA)。

（6）X形成的一種常見單質，性質硬而脆，原因是_______________________。

Answer 1

【答案】 第四周期ⅣA族 3d104s24p2 b sp和sp2 25:1 三角錐形或三棱錐形 GeO或Ge4O4 碳碳鍵鍵能大，但共價鍵有方向性，受外力作用原子結構錯位而斷裂，故硬而脆。

【解析】試題分析：X原子有3個能級，且每個能級上的電子數相等，X是C元素；Z原子的不成對電子數在同周期中最多，且Z的氣態氫化物在同主族元素的氫化物中沸點最低，Z是P元素；X、Y、R三元素在周期表中同族， Y、R分別是Si、Ge。

解析：（1）R是Ge元素，在周期表中的位置是第四周期ⅣA族，Ge核外有32個電子，其基態原子的電子排布式為[Ar] 3d104s24p2。（2）P原子價電子排布是3s23p3第四電離能比第三電離能明顯增大，所以表示P的曲線是b。（3）化合物分子中①號C原子有3個鍵 ，無孤對電子，所以雜化軌道類型是sp2，②號C原子有2個 ，無孤對電子，所以雜化軌道類型是sp，單鍵是鍵、雙鍵中1個鍵和1個 鍵，1mol(C2H5O)3P=O分子中含有的σ鍵與π鍵的數目比為25:1。（4）P與氯氣反應可生成一種各原子均滿足8電子穩定結構的化合物，該化合物是PCl3，P原子價電子對數是4，有1對孤對電子，所以其分子的空間構型為三角錐形。（5）根據均攤原則，一個晶胞含有Ge原子數4，含有O原子數是 ，該物質的化學式為GeO。距離最近的兩個原子的距離為dpm，則邊長是 ，設Ge的相對原子質量為x， ，x=。（6）碳碳鍵鍵能大，但共價鍵有方向性，受外力作用原子結構錯位而斷裂，故硬而脆。