Question

【題目】X、Y、Z、W、R是原子序數依次增大的前四周期元素，這五種元素的相關信息如下：

元素	相關信息
X	其中一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代
Y	原子核外電子有7種不同的運動狀態
Z	地殼中含量最高的元素
W	價電子排布式為(n＋1)sn(n＋1)pn＋2
R	基態原子最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子

(1)基態R原子的電子排布式為______________________________________。

(2)Y2分子中σ鍵和π鍵的數目比為________________。

(3)X、Y、Z三種元素的第一電離能由小到大的順序為____________(用元素符號表示)，元素Y的簡單氣態氫化物的沸點比元素X的簡單氣態氫化物沸點高的主要原因是_____________。

(4)元素Z、W組成的微粒WZ42-的空間構型是______，其中W原子的雜化軌道類型為________。

(5)已知Z、R能形成一種化合物，其晶胞結構如圖所示，該化合物的化學式為________；若相鄰的Z原子和R原子間的距離為a cm，設阿伏加德常數的值為NA，則該晶體的密度為__________g·cm－3(用含a、NA的代數式表示)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1) 1∶2 C＜O＜N 氨分子間存在氫鍵，而甲烷分子間只有范德華力 正四面體 sp3 Cu2O

【解析】

X、Y、Z、W、R是原子序數依次增大的前四周期元素，X的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代，則X為碳元素；Y原子核外電子有7種不同的運動狀態，則Y為N元素；Z是地殼中含量最高的元素，則Z為O元素；W元素的價電子排布式為(n＋1)sn(n＋1)pn＋2，s能級容納2個電子，則n=2，可推知W為P元素；R元素的基態原子最外能層只有一個電子，其它能層均已充滿，則F原子外圍電子排布為3d104s1，所以R為銅元素，據此答題。

（1）R元素的基態原子最外能層只有一個電子，其它能層均已充滿，基態R原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故答案為：1s22s22p63s23p63d104s1。

（2）N2分子結構式為N≡N，σ鍵和π鍵的數目比為1：2，故答案為：1：2。

（3）C、O、N元素都是第二周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能：C<O<N；氨氣分子之間存在氫鍵，而甲烷分子間只有范德華力，沸點高于甲烷的，故答案為：C<O<N；氨氣分子之間存在氫鍵，而甲烷分子間只有范德華力。

（4）由元素Z、W組成的PO43-中P原子孤電子對數為（5+3-2×4）÷2=0，價層電子對數為4+0=4，故其空間構型是正四面體，其中P原子的雜化類型為sp3雜化，故答案為：正四面體；sp3雜化。

（5）根據晶胞的結構圖可知，晶胞中含有氧原子數為1+8×1/8=2，銅原子數為4，所以該化合物的化學式為Cu2O，晶胞質量為，若相鄰氧原子和銅原子間的距離為acm，則晶胞的體對角線為4acm，所以邊長為，所以體積為，該晶體的密度為，故答案為：Cu2O，。