题目

题型：不详难度：来源：

X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大；X^2－和Y^＋有相同的核外电子排布；Z的气态氢化物的沸点比其上一周期同族元素气态氢化物的沸点低；R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多；W为金属元素，X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气体单质。回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：
（1）R的基态原子的核外电子排布式是____________。
（2）Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是________________________________________________________________________。
（3）X与Z中电负性较大的是________。Z的某种含氧酸盐常用于实验室制取X形成的单质，此酸根离子的空间构型为________，此离子中所含化学键的类型是________，X—Z—X的键角________109°28′（填“＞”、“＜”或“＝”，已知：孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间的斥力）。
（4）X与Y形成的化合物Y₂X的晶胞如图。其中X离子的配位数为________，与一个X离子距离最近的所有的Y离子为顶点的几何体为________。该化合物与MgO相比，熔点较高的是________。

（5）已知该化合物的晶胞边长为a pm，则该化合物的密度为________g·cm^－3（只要求列出算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为N_A）。

答案

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或[Ar]3d⁵4s¹
（2）HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键
（3）O　三角锥形　共价键（或极性键、配位键均可）　＜
（4）8　立方体或正方体　MgO
（5）

解析

（1）依据洪特规则可推知前四周期中基态原子中单电子数最多也即价层电子排布式为3d⁵4s¹（单电子数为6），则R为铬元素，其基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或[Ar]3d⁵4s¹。（2）结合题干信息可推知元素X、Y、Z、W分别为O、Na、Cl、Mn；因HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键，故沸点：HF＞HCl。（3）O与Cl中电负性较大的是O；Cl的含氧酸盐中用于实验室制取氧气的盐为KClO₃，ClO₃^-的价层电子对数为4（3个σ键、1个孤电子对），故ClO₃^-的空间构型（VSEPR模型为四面体）为三角锥形；ClO₃^-中Cl、O间为共价键，由于中心原子上存在一对孤电子对，孤电子对的排斥力大于成键电子对，故O—Cl—O的键角小于109°28′。（4）由晶胞结构可知O^2－（晶胞中空心球）的配位数为8；与一个O^2－距离最近的Na^＋为顶点形成的几何体为立方体；由于Mg^2＋所带电荷数比Na^＋多，且离子半径小于Na^＋的离子半径，因此MgO的晶格能大于Na₂O的，则熔点：MgO＞Na₂O。（5）利用“均摊法”可知一个晶胞中含有4个Na₂O微粒，故该化合物的密度为 g·cm^－3（注：1 pm＝10^－10 cm）。