Question

【題目】【化學——選修3：物質結構與性質】

X、Y、Z、W為前四周期元素且原子序數依次增大，X的電子層數等于核外電子數，Y元素基態原子核外未成對電子數為2且X與Y形成的化合物在常溫下為常見的液體R，Z元素原子最外電子層上s、p電子數相等，W基態原子3d軌道的電子數是4s軌道電子數的3倍。請回答下列問題：

（1）Y基態原子的價電子排布圖為 ，其第一電離能在同周期元素中由大到小排第 位。

（2）W的元素名稱為 ，其基態原子核外有 種空間運動狀態不同的電子。

（3）R的中心原子采取的雜化方式為 ，寫出R的一個等電子體： 。（填化學式）。

（4）Z與Y在一定條件下可形成高硬度的化合物，該化合物的晶體類型為 ，其由Z、Y構成的最小環為 元環。

（5）W的單質在900℃以下為α型體心立方晶胞，910℃以上W轉變為γ型面心立方晶胞，晶胞結構分別如圖所示。兩種晶體中距離最近的鐵原子間距離相同。則在800℃和1000℃下，鐵的密度之比為 。

Answer 1

【答案】（1） 4

（2）鐵；26；

（3）sp3；H2S（或NH等合理答案）；

（4）原子晶體；12；

（5）0.92︰1（或︰8）。

【解析】

試題分析：根據題目信息可推斷：X為H元素，Y為O元素，R為H2O，Z為Si元素，W為Fe元素。

（1）O原子的價電子排布圖為，根據同周期元素第一電離能的變化規律可知，第二周期元素第一電離能由大到小的順序為Ne＞F＞N＞O＞C＞Be＞B＞Li，所以O元素的第一電離能在同一周期中排第4位；

（2）W元素為鐵，其原子核外有26個電子，每個電子的運動狀態均不同，則有26種空間運動狀態不同的電子；

（3）R為H2O，其中心原子的雜化方式為sp3，其等電子體有H2S、NH2-等；

（4）Si與O在一定條件下形成的高硬度的化合物為SiO2，其晶體類型為原子晶體，其結構中由Si、O構成的最小環中有12個原子，即12元環；

（5）在1個體心立方晶胞中，實際含有Fe原子個數是1+8×1/8=2個，距離最近的Fe原子為頂角與體心的Fe原子，設其距離為a，則晶胞邊長為。又設一個Fe原子的質量為m，則其密度為ρ(體心)。在1個面心立方晶胞中，實際含有Fe原子的個數是8×1/8+6×1/3=4個，距離最近的Fe原子為頂角與面心的Fe原子，其距離也為a，所以晶胞邊長是，密度為ρ(面心)，故。