Question

【題目】X是第四周期元素，最外層只有1個電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y基態原子的3p軌道上有2個未成對電子。元素Z 的原子最外層電子數是其內層的3倍。回答下列問題：

（1）元素X在元素周期表中位于_______區，單質X的晶體類型為____________，其中X原子的配位數為______________。

（2）已知元素Y可與元素Z的相對原子質量只差為16，則元素Y基態原子的外圍電子排布圖為______________________，其同周期元素中，第一電離能最大的是______（寫元素符號）。元素Y的含氧酸中，酸性最強的是________（寫化學式），該酸根離子的立體構型為________。

（3）X的氯化物與氨水反應可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ鍵的數目為______________________。

（4）X與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。

該化合物的化學式為_______，已知此晶體的密度為ρg·cm–3，阿伏伽德羅常數為NA，則此晶胞中X與Y的最近距離是______cm。（寫出計算式，不要求計算結果。）

Answer 1

【答案】 ds 金屬晶體 12 Ar H2SO4 正四面體形 16NA CuS

【解析】X是第四周期元素，最外層只有1個電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子，則X的原子序數=2+8+18+1=29，為Cu元素。元素Y基態原子的3p軌道上有2個未成對電子，則Y為硅或硫元素。元素Z 的原子最外層電子數是其內層的3倍，則Z為O元素。

(1)Cu元素在元素周期表中位于ds區，單質銅為金屬晶體，銅原子形成晶體時采用的堆積方式為，其中銅原子的配位數為12，故答案為：ds；金屬晶體；12；

(2)根據上述分析，Y為硅或硫元素，元素Y可與元素Z的相對原子質量只差為16，則元素Y為S，基態原子的外圍電子排布圖為，第3周期中，第一電離能最大的是Ar。S元素的含氧酸中，酸性最強的是硫酸，SO42-中S的價層電子對數目=4+ (6+2-2×4)=4，采用sp3雜化，立體構型為正四面體形，故答案為：；Ar ；H2SO4；正四面體形；

(3)氯化銅與氨水反應可形成配合物[Cu(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有12molN-H，鍵和4mol配位鍵，共16mol共價鍵，σ鍵的數目為16NA，故答案為：16NA；

(4)依據晶胞結構，利用切割法分析，每個晶胞中含有銅原子個數為：8×+6×=4，硫原子個數為4，則化學式為；CuS；1mol晶胞中含有4molCuS，1mol晶胞的質量為M(CuS)×4，設晶胞參數為a，則晶體密度ρg·cm–3==，解得a=cm，則此晶胞中X與Y的最近距離為體對角線的=×cm，故答案為：CuS； ×。