Question

【題目】X、Y、Z、M、N、Q、P為元素周期表前四周期的7種元素。其中，X原子核外的M層中只有兩對成對電子，Y原子核外的L層電子數是K層的兩倍，Z是地殼內含量最高的元素，M的內層電子數是最外層電子數的9倍，N的原子序數比M小1，Q在元素周期表的各元素中電負性最大。P元素的第三電子層處于全充滿狀態，第四電子層只有一個電子。請回答下列問題：

(1)基態X的外圍電子電子排布圖為_____，P元素屬于_____ 區元素。

(2)XZ2分子的空間構型是_____，YZ2分子中Y的雜化軌道類型為_____，相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是_____（寫分子式），理由是_____。

(3)含有元素N的鹽的焰色反應為____色，許多金屬鹽都可以發生焰色反應，其原因是___。

(4)元素M與元素Q形成晶體中，M離子與Q離子的配位數之比為_____。

(5)P單質形成的晶體中，P原子采取的堆積方式為_____，P原子采取這種堆積方式的空間利用率為_____（用含π表達式表示）。

Answer 1

【答案】 ds V形 sp雜化 SO2 SO2為極性分子，CO2為非極性分子，H2O為極性溶劑，極性分子易溶于極性溶劑，故SO2的溶解度較大 紫 電子由較高能級躍遷到較低能級時，以光的形式釋放能量 2：1 面心立方最密堆積

【解析】

X、Y、Z、M、N、Q、P為元素周期表前四周期的7種元素，X原子核外的M層中只有兩對成對電子，核外電子排布應為1s22s22p63s23p4，X為S元素；Y原子核外的L層電子數是K層的兩倍，Y有2個電子層，最外層電子數為4，則Y為C元素；Z是地殼內含量最高的元素，為O元素；M的內層電子數是最外層電子數的9倍，M只能處于第四周期，最外層電子數只能為2，內層電子總數為18，核外電子總數為20，M為Ca元素；N的原子序數比M小1，則N為K元素；Q在元素周期表的各元素中電負性最大，Q為F元素；P元素的第三電子層處于全充滿狀態，第四電子層只有一個電子，原子核外電子數=2+8+18+1=29，則P為Cu元素，據此解答。

X為S元素，Y為C元素，Z為O元素，M為Ca元素，N為K元素，Q為F元素，P為Cu元素。

(1)X為S元素，元素在周期表中的位置是：第三周期ⅥA族，外圍電子排布為3s23p4，它的外圍電子的電子排布圖為，P元素為Cu，屬于ds區元素；

(2)SO2分子中S原子價層電子對數2+=3，S原子含有1對孤電子對，所以其立體結構是V形，CO2分子C原子呈2個σ鍵、沒有孤電子對，C的雜化軌道類型為sp雜化，SO2為極性分子，CO2為非極性分子，H2O為極性溶劑，極性分子易溶于極性溶劑，故SO2的溶解度較大；

(3)含有K元素的鹽的焰色反應為紫色，許多金屬鹽都可以發生焰色反應，其原因是電子由較高能級躍遷到較低能級時，以光的形式釋放能量；

(4)元素M與Q分別為Ca和F，形成的晶體為CaF2，Ca2+作面心立方最密堆積，F-做四面體填隙，Ca2+的配位數為8，F-的配位數為4，所以M離子與Q離子的配位數之比為2：1；

(5)P為Cu，P單質形成的晶體中，原子采取的堆積方式為面心立方最密堆積，一個晶胞中有Cu的個數為8×個，設Cu的半徑為r，則V球=4×=，根據幾何關系，晶胞邊長為a=2r，所以晶胞的體積V晶胞=a3=16r3，所以空間利用率為×100%。