Question

有U、V、W、X、Y、Z、T七種前四周期元素，它們的原子序數依次增大，其相關信息如下表：

元素編號	相    關    信    息
U	其核外電子總數等于其電子層數
V	基態時，電子分布在三個能級上，且各能級中電子數均相等
W	其單質是空氣的主要成分之一，且化學性質相當穩定
X	與W元素處于同一周期，且X的第一電離能小于W的第一電離能
Y	其單質是最強的氧化劑
Z	Z元素的二價陽離子與氬原子的電子層結構相同
T	是第四周期元素中未成對電子數最多的元素

請回答下列問題：
（1）T的基態原子的價電子排布式為

 

．
（2）U、V兩種元素可組成多種結構的分子．請寫出符合下列條件的物質的結構簡式：
若化合物V₈U₈中V元素均采取sp³雜化方式

 

．
若化合物V₈U₈中V元素均采取sp²雜化方式

 

．
（3）寫出一種與V₂^2-互為等電子體的分子的化學式為

 

．
（4）甲和乙分別是W、X元素對應的氫化物，甲和乙中均屬于10電子分子，甲極易溶于乙中，原因是

 

．
（5）ZY₂晶體的晶胞如圖所示，Z²⁺位于晶胞的頂點和面心，則Z²⁺的配位數為

 

（圖中虛線和某些實線意義相同）．若該正方體的棱長為a cm，一個Z²⁺離子體積為b cm³，一個Y^-離子體積為c cm³，該晶胞中微粒的空間利用率為

 

（用含a、b、c的字母表示）．

Answer 1

分析：有U、V、W、X、Y、Z、T七種前四周期元素，它們的原子序數依次增大，
U核外電子總數等于其電子層數，則U是H元素；
V基態時，電子分布在三個能級上，且各能級中電子數均相等，則V是C元素；
W其單質是空氣的主要成分之一，且化學性質相當穩定，空氣的主要成分是氧氣和氮氣，氮氣化學性質較穩定，所以W是N元素；
X與W元素處于同一周期，且X的第一電離能小于W的第一電離能，而X的原子序數大于W，所以X是O元素；
Y的單質是最強的氧化劑，則Y是F元素；
Z元素的二價陽離子與氬原子的電子層結構相同，則Z是Ca元素；
T是第四周期元素中未成對電子數最多的元素，則T是Cr元素；
結合元素、物質的結構和性質分析解答．

解答：解：有U、V、W、X、Y、Z、T七種前四周期元素，它們的原子序數依次增大，
U核外電子總數等于其電子層數，則U是H元素；
V基態時，電子分布在三個能級上，且各能級中電子數均相等，則V是C元素；
W其單質是空氣的主要成分之一，且化學性質相當穩定，空氣的主要成分是氧氣和氮氣，氮氣化學性質較穩定，所以W是N元素；
X與W元素處于同一周期，且X的第一電離能小于W的第一電離能，而X的原子序數大于W，所以X是O元素；
Y的單質是最強的氧化劑，則Y是F元素；
Z元素的二價陽離子與氬原子的電子層結構相同，則Z是Ca元素；
T是第四周期元素中未成對電子數最多的元素，則T是Cr元素；
（1）T是Cr元素，T元素的價電子為3d、4s能級上的電子，3d能級上有5個電子，4s能級上有1個電子，所以其價電子排布式為3d⁵4s¹，故答案為：3d⁵4s¹；
（2）U、V兩種元素可組成多種結構的分子．請寫出符合下列條件的物質的結構簡式：
若化合物C₈H₈中C元素均采取sp³雜化方式，說明該分子中所有碳原子都含有4個共價單鍵，則該分子的結構簡式為
若化合物C₈H₈中C元素均采取sp²雜化方式，說明該反應中所有碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對，所以其結構簡式為，
故答案為：；；
（3）V₂^2-是C₂^2-，與C₂^2-互為等電子體的分子的化學式為為CO或N₂，
故答案為：CO或N₂；
（4）甲和乙分別是N、H元素對應的氫化物，甲和乙中均屬于10電子分子，甲極易溶于乙中，則甲是氨氣，乙是水，氨氣和水都是極性分子，根據相似相溶原理知，氨氣能溶于水中，且氨氣和水分子之間能形成氫鍵導致氨氣極易溶于水，
故答案為：氨氣和水都為極性分子，“極性相似相互溶解”，且氨氣分子和水分子之間易形成氫鍵，也促進氨氣在水中的溶解性；
（5）CaF₂晶體的晶胞如圖所示，Ca²⁺位于晶胞的頂點和面心，根據圖象知Z²⁺的配位數為8；
若該正方體的棱長為acm，晶胞的體積=a³cm³，該晶胞中鈣離子個數=8×

1

8

+6×

1

2

=4，氟離子個數=8，
則該晶胞中氟離子體積=8c cm³，鈣離子體積=4b cm³，則該晶胞中微粒的空間利用率=

8c+4b

a3

×100%，
故答案為：8；

8c+4b

a3

×100%．

點評：本題考查較綜合，根據原子結構結合元素周期律來確定元素，正確推斷元素是解本題關鍵，難點是晶胞的計算，注意利用均攤法進行解答，難度中等．