Question

【題目】【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

X、Y、Z、W為前四周期元素且原子序數(shù)依次增大，X的電子層數(shù)等于核外電子數(shù)，Y元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為2且X與Y形成的化合物在常溫下為常見(jiàn)的液體R，Z元素原子最外電子層上s、p電子數(shù)相等，W基態(tài)原子3d軌道的電子數(shù)是4s軌道電子數(shù)的3倍。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）Y基態(tài)原子的價(jià)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(tài)原子核外有 種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。

（3）R的中心原子采取的雜化方式為 ，寫(xiě)出R的一個(gè)等電子體： 。（填化學(xué)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(gòu)成的最小環(huán)為 元環(huán)。

（5）W的單質(zhì)在900℃以下為α型體心立方晶胞，910℃以上W轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>γ型面心立方晶胞，晶胞結(jié)構(gòu)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(jù)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(jià)電子排布圖為，根據(jù)同周期元素第一電離能的變化規(guī)律可知，第二周期元素第一電離能由大到小的順序?yàn)镹e＞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(gè)電子，每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均不同，則有26種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)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(jié)構(gòu)中由Si、O構(gòu)成的最小環(huán)中有12個(gè)原子，即12元環(huán)；

（5）在1個(gè)體心立方晶胞中，實(shí)際含有Fe原子個(gè)數(shù)是1+8×1/8=2個(gè)，距離最近的Fe原子為頂角與體心的Fe原子，設(shè)其距離為a，則晶胞邊長(zhǎng)為。又設(shè)一個(gè)Fe原子的質(zhì)量為m，則其密度為ρ(體心)。在1個(gè)面心立方晶胞中，實(shí)際含有Fe原子的個(gè)數(shù)是8×1/8+6×1/3=4個(gè)，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(zhǎng)是，密度為ρ(面心)，故。