Question

主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：

（1）W元素原子的L层轨道表示式为________，W₃分子的空间构型为________；

（2）化合物M的晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是____________________。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有________，O—C—O的键角约为________；

（3）X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________；

（4）含有元素Z的盐的焰色反应为紫色。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是_______________________________________________________________________。

Answer

（1） V形

（2）构成晶体的离子半径小，晶格能大 sp3和sp2 120°

（3）3∶1∶1

（4）激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长（可见光区域）光的形式释放能量

【解析】W原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，可推知W为氧元素，因W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且所有可能的二组分化合物中，Y与氧元素形成的化合物M熔点最高，可推知Y为Mg。因X、Y不在同一周期且X的原子数序数大于8小于12，所以X为F，由X、Y、Z的原子序数之和为40，可推知Z为K。晶格能∝，所以MgO比NaCl晶格能大，在碳酸二甲酯分子中碳原子的杂化方式有sp3和sp2两种。O—C—O键角约为120°，每一个晶胞中实际拥有的离子数目的计算规律为：顶点：、棱上：、面心：、体心：晶胞独有，推出X∶Y∶Z＝3∶1∶1。焰色反应是物理变化，是电子发生能级跃迁时产生的。