Question

【題目】X、Y、Z、M、R是原子序數依次增大的短周期主族元素，X在周期表中原子半徑最小，Y與Z相鄰，Z、R在地殼中的含量位列前兩位，M為短周期中電負性最小的元素。請回答：

（1）基態Z原子的外圍電子排布圖為____________。

（2）X與Y能形成多種化合物，其中Y2X2分子中σ鍵、π鍵的數目之比為_______。

（3）在R3Y4晶體中鍵角：Y-R-Y____R-Y-R（填“>”“<”或“=”），原因為________。

（4）鎢（W）元素可以和Z、M形成多種化合物，其中一種化合物的晶體結構如圖：

已知：相鄰Z原子的核間距為apm，鎢原子位于Z原子形成的正八面體的體心，M離子位于鎢原子形成的立方體的體心。

①與M原子距離最近且相等的Z原子的數目為_________。

②晶體的化學式為__________。

③設NA為阿伏加德羅常數的值，則晶體的密度為______g/cm3（列出表達式）。

Answer 1

【答案】 3:1 ＞ Si3N4晶體中Si和N原子均為sp3雜化，但N原子含有1對孤對電子，孤對電子對成鍵電子的排斥作用更大，使得Si—N—Si鍵角小于109°28′ 12 NaWO3

【解析】X、Y、Z、M、R是原子序數依次增大的短周期主族元素，X在周期表中原子半徑最小，X為H元素；Z、R在地殼中的含量位列前兩位，則Z為O元素，R為Al元素；Y與Z相鄰，則Y為N元素，M為短周期中電負性最小的元素，即金屬性最強的元素，M為Na元素。

(1)Z為O元素，基態O原子的外圍電子排布圖為，故答案為：；

(2)X與Y能形成多種化合物，其中Y2X2為H2N2，結構為H-N=N-H分子中σ鍵、π鍵的數目之比為3:1，故答案為：3:1；

(3)Si3N4晶體中Si和N原子均為sp3雜化，但N原子含有1對孤對電子，孤對電子對成鍵電子的排斥作用更大，使得Si—N—Si鍵角小于109°28′，故答案為：＞ ；Si3N4晶體中Si和N原子均為sp3雜化，但N原子含有1對孤對電子，孤對電子對成鍵電子的排斥作用更大，使得Si—N—Si鍵角小于109°28′；

(4)①鎢原子位于Z原子形成的正八面體的體心，被6個氧離子包圍成配位八面體；鈉離子位于鎢原子形成的立方體的體心，被12個氧離子包圍，故答案為：12；

②鈦離子位于立方晶胞的角頂，被6個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被12個氧離子包圍；每個晶胞中鈦離子和鈣離子均為1個，晶胞的12個邊長上各有一個氧原子，根據均攤原則，每個晶胞實際占有氧原子數目為12×=3，則晶胞的化學式為NaWO3，故答案為：NaWO3；

③相鄰Z原子的核間距為apm=a×10-10cm，則晶胞的邊長為2× a×10-10cm= a×10-10cm ，則晶體的密度為 = g/cm3，故答案為： 。