Question

【題目】W、R、X、Y、Z是元素周期表前四周期中原子序數依次增大的常見元素，其相關信息如下表：

元素	相關信息
W	W的一種單質是自然界硬度最大的晶體
X	X基態原子L層中p軌道電子數是s軌道電子數的2倍
Y	Y所在主族序數與所在周期序數之差為4，同周期主族元素中原子半徑最小
Z	Z位于元素周期表第Ⅷ族，最高能級的原子軌道內只有2個未成對電子

回答下列問題：

（1）Z基態原子的價層電子排布式為__________________。第三周期基態原子未成對電子數與Z相同且電負性最大的元素名稱為____________。

（2）W在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，原因是 。HYX4的酸性強于HYX3，原因是______。

（3）R和Y可組成原子個數比為1∶3的化合物M，M的立體構型為 ，中心原子的雜化軌道類型為 。

（4）Z(WX)n的中心原子價電子數與配體提供電子總數之和為18，則n=________。根據等電子原理，W、X分子內σ鍵與π鍵的個數之比為______________。

（5）鑭和Z形成的合金有很強的儲氫能力，其晶胞結構如圖。已知該合金為LaZx，晶胞體積為9.0×10－23cm3，儲氫后形成LaZxH4.5的合金（氫進入晶胞空隙，體積不變），則LaZx中x=_____（填數值）；氫在合金中的密度為_______gcm-3（精確到0.01）。

Answer 1

【答案】（1）3d84s2 硫

（2）C有4個價電子且半徑較小，難以通過得或失電子達到穩定電子結構 HClO4分子中Cl的價態比HClO3中更高，導致Cl-O-H中O的電子向Cl偏移得更多，在水分子的作用下，就更容易電離出H+，故酸性更強

（3）三角錐形 sp3

（4）4 1∶2

（5）5 0.25

【解析】W的一種單質是自然界硬度最大的晶體，則W是C；X基態原子L層p軌道電子數是s軌道電子數的2倍，則X是O元素，所以R是N；Y所在主族序數與所在周期序數之差為4，同周期主族元素中原子半徑最小，則Y是Cl元素；Z位于第四周期第Ⅷ族，最高能級的原子軌道內只有2個未成對電子，且原子序數比Y大，即Z為Ni。

（1）Ni屬于過渡元素，價電子包括最外層電子和次外層d能級上的電子，即價電子排布式為3d84s2；第三周期基態原子未成對電子數有2個的是硅、硫，同周期從左向右電負性增大，即電負性最大的是硫；

（2）在原子結構中，最外層電子小于4個的原子易失去電子，而C原子的最外層是4個電子，且C原子的半徑較小，則難以通過得或失電子達到穩定結構，所以主要通過共用電子對即形成共價鍵的方式來達到穩定結構；HClO4分子中Cl的價態比HClO3中更高，導致Cl-O-H中O的電子向Cl偏移得更多，在水分子的作用下，就更容易電離出H+，故酸性更強；

（3）R和Y可組成原子個數比為1∶3的化合物M，即M是NCl3，其中N含有一對孤對電子，其價層電子對數是4，所以M的立體構型為三角錐形，中心原子的雜化軌道類型為sp3。

（4）此化合物是Ni(CO)n，中心原子價電子數為10，配體是CO，提供2個電子，即10＋2n=18，解得n=4，CO和N2互為等電子體，N2分子內N和N原子之間為氮氮叁鍵，即σ鍵與π鍵個數比為1∶2；

（5）由圖可知，晶胞中La原子數目為2×1/2+12×1/6=3，Ni原子數目為6+18×1/2=15，儲氫后形成LaNixH4.5的合金（氫進入晶胞空隙，體積不變），故1∶x=3∶15，則x=5；晶胞中H原子數目為4.5×3=13.5，晶胞體積為9.0×10-23cm3，氫在合金中的密度為。