Question

X、Y、Z、R、W均為周期表中前四周期的元素，其中原子序數(shù)依次增大；X^2-和Y⁺有相同的核外電子排布；Z的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)低；R的基態(tài)原子在前四周期元素的基態(tài)原子中單電子數(shù)最多；W為金屬元素，X與W形成的某種化合物與Z的氫化物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)室制取Z的氣體單質(zhì)．回答下列問題（相關(guān)回答均用元素符號(hào)表示）：
（1）R的基態(tài)原子的核外電子排布式是

 

．
（2）X與Z中電負(fù)性較大的是

 

．Z的某種含氧酸鹽常用于實(shí)驗(yàn)室制取X形成的單質(zhì)，此酸根離子的空間構(gòu)型為

 

，此離子中所含化學(xué)鍵的類型是

 

．
（3）X與Y形成的化合物Y₂X的晶胞如圖所示．其中X離子的配位數(shù)為

 

，與一個(gè)X離子距離最近的所有的Y離子為頂點(diǎn)的幾何體為

 

．
（4）已知該化合物的晶胞邊長(zhǎng)為a pm，則該化合物的密度為

 

g?cm^-3（只要求列出算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為N_A）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：X與W形成的某種化合物與Z的氫化物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)室制取Z的氣體單質(zhì)，且Z的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)低，則Z為Cl元素，W為Mn元素；前四周期中基態(tài)原子中單電子數(shù)最多也即價(jià)層電子排布式為3d⁵4s¹（單電子數(shù)為6），則R為鉻元素；X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，X^2-和Y⁺有相同的核外電子排布，則X為O元素，Y為Na元素；X與W形成的某種化合物與Z的氫化物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)室制取Z的氣體單質(zhì)，可知W為Mn元素．

解答： （1）依據(jù)洪特規(guī)則可推知前四周期中基態(tài)原子中單電子數(shù)最多也即價(jià)層電子排布式為3d⁵4s¹（單電子數(shù)為6），則R為鉻元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d⁵4s¹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或[Ar]3d⁵4s¹；
（2）O與Cl中電負(fù)性較大的是O；Cl的含氧酸鹽中用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的鹽為KClO₃，ClO₃^-的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4（3個(gè)σ鍵、1個(gè)孤電子對(duì)），故ClO₃^-的空間構(gòu)型與NH₃相同為三角錐形；ClO₃^-中Cl、O間為共價(jià)鍵，故答案為：O、三角錐形、共價(jià)鍵；
（3）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，白球位于頂點(diǎn)和面心，數(shù)目為：8×

1

8

+6×

1

2

=4，黑球位于體內(nèi)，數(shù)目為8，則白球代表O^2-，黑球代表Na⁺，O^2-位于頂點(diǎn)被8個(gè)晶胞共有，即與其距離相等且最近的Na⁺數(shù)目為8，其配位數(shù)為8，這8個(gè)Na⁺構(gòu)成正方體或立方體，
故答案為：8，正方體或立方體；
（4）利用均攤法可知一個(gè)晶胞中含有4個(gè)Na₂O微粒，故該晶胞的質(zhì)量為

4×62

NA

，晶胞體積為a³×10^-30cm³，密度為：

4×62

a3×10-30×NA

g?cm^-3，故答案為：

4×62

a3×10-30×NA

．
化合物的密度為N_A×a3×10-30（4×62）g?cm-3（注：1 pm=10-10 cm）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素推斷、雜化類型、配位數(shù)和晶胞密度計(jì)算，難度不大，應(yīng)利用均攤法計(jì)算出晶胞中所含微粒數(shù)．