Question

【題目】第四周期元素Q位于ds區，最外層電子半充滿;短周期元素W、X、Y、Z第一電離能與原子序數的關系如圖所示，請回答下列問題(用Q、W、X、Y、Z所對應的元素符號作答)：

（1）X、W組成的一種二元化合物常用作火箭燃料，該化合物中X原子的雜化方式為___________。

（2）X2Y曾被用作麻醉劑，根據“等電子體原理”預測X2Y的空間構型為______________。

（3）Q與X形成的一種二元化合物的立方晶胞結構如圖所示：

Q原子周圍距其距離最近的Q原子的數目為_______（阿拉伯數字表示）。

（4）已知單質Q晶體的堆積方式為面心立方最密堆積，則單質Q晶體的晶胞中原子的空間利用率為_________________(用含π的式子表示)。

Answer 1

【答案】sp3 直線形 8

【解析】

Q為第四周期元素，位于ds區，且最外層電子半充滿，則Q為Cu元素。圖中給出了W、X、Y、Z四種元素的第一電離能的關系。根據第一電離能的變化規律，同周期元素從左到右逐漸增加，推斷W元素即為H元素。又因為，第一電離能在ⅡA和ⅤA處出現反常規律，所以推斷X為N元素，Y為O，Z即為S元素。

(1)N與H組成的可作為火箭燃料的物質即為N2H4。通過計算，N元素含有3個成鍵電子對以及一個孤電子對，所以雜化方式為sp3；

(2)N2O俗稱笑氣可用做麻醉劑，其與CO2互為等電子體，所以空間構型為直線形；

(3)由Cu3N的晶胞結構示意圖可知，Cu位于晶胞的棱上，所以周圍最近的Cu在同面的棱上，共有8個；

(4)Cu的晶胞粒子采用面心立方最密堆積，一個晶胞中含有Cu的個數=6×+8×=4個，晶胞邊長a與Cu原子半徑r的關系為即a=,所以空間利用率==。