Question

下表给出五种元素的相关信息，根据以下信息填空：

元素	相关信息
T	基态原子2p能级有3个单电子
W	基态原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数
X	氢化物常用于刻蚀玻璃
Y	基态原子核外电子分处6个不同能级，且每个能级均已排满
Z	原子序数等于C与D的原子序数之和

（1）元素Y基态原子的核外电子排布式为_____________。

（2）42gT的单质分子中π键的个数为_____________；在T的最简单氢化物分子中T原子的杂化类型是_____________。研究者预想合成一个纯粹由T元素组成的新物种T₅⁺T₃^-，若T₅⁺离子中每个氮原子均满足8电子且呈对称结构，以下有关T₅⁺推测正确的是_____________(填序号)

A．N₅⁺有24个电子

C．N₅⁺阳离子中存在两个氮氮三键

B．N₅⁺离子中存在三对未成键的电子对

D．N₅⁺离子的空间构型为直线型

（3）TX₃是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体，在半导体加工，太阳能电池制造和液晶显示器制造中得到广泛应用。它可在Z单质的催化作用下由X₂和过量的TH₃反应得到，试写出该反应的化学方程式：_____________。在该反应方程式中的几种物质所属的晶体类型有_____________(填序号)。

a.离子晶体    b.原子晶体    c.分子晶体    d.金属晶体

（4）T、W、X 3种元素的电负性由大到小的顺序为_____________(用元素符号表示)。

（5）Z²⁺能与T的氢化物写出配位数为4的配离子[Z(TH₃)₄]²⁺，该配离子具有对称的空间构型，且离子中的两个TH₃被两个Cl^-取代只能得到一种产物，则[Z(TH₃)₄]²⁺的空间构型为_____________。

（6）X和Y形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为ρ g•cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，则晶胞边长a=_____________cm．(用ρ、N_A的计算式表示)。

Answer

（1）1s22s22p63s23p64s2（或[Ar]4s2）；（2）3NA；sp3杂化；BD（3）4NH3 + 3F2NF3 +3NH4F acd

（4）F>O>N （5）平面正方形；（6）

【解析】

试题分析：T元素基态原子2p能级有3个单电子，则T是氮元素；W元素基态原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数，则W的核外电子排布应是1s22s22p4，即W是氧元素；X元素氢化物常用于刻蚀玻璃，则X是F元素；Y元素基态原子的核外电子分别处于6个不同的能级，且每个能级均已排满，则核外电子排布应该是1s22s22p63s23p64s2，即Y是Ca元素；Z元素原子序数等于X和Y的原子序数之和，则Z的原子序数是9+20=29，所以Z是铜元素。

（1）根据以上分析可知Y的元素符号是Ca，其基态电子排布式为1s22s22p63s23p64s2（或[Ar]4s2）。

（2）氮气分子中含有三键，而三建是由一个键和2个键构成的，则42g氮气即1.5mol氮气分子中键个数为3NA。T的最简单氢化物分子为氨气，价层电子对数=4，其中氮原子含有1对孤对电子，因此空间构型为三角锥形，氮原子的杂化类型是sp3杂化。1个氮原子含7个电子，则一个N5分子含35个电子。N5+含34个电子；N5+离子中每个氮原子均满足8个电子结构。每个氮原子形成3个共用电子对，剩余一对未成键电子。所以一个N5+离子存在5个未成键电子对；N5+离子的结构为则含有2个氮氮三键；N3-与二氧化碳分子互为等电子体，故BD正确。

（3）据题意可知过量氨气与氟气以铜作催化剂发生反应：4NH3+3F2NF3+3NH4F；NH3、F2和NF3为分子晶体，Cu为金属晶体，NH4F为离子晶体，故选acd。

（4）由于非金属性越强，电负性越大，则T、W、X 3种元素的电负性由大到小的顺序为F>O>N。

（5）据题意判断[Z(TH3)4]2+的空间构型为平面正方形。

（6）根据晶胞的结构可知晶胞中钙原子的个数=8×+6×=4，F原子全部在晶胞内，共计是8个，则=4，解得a=cm。

【考点定位】考查核外电子排布、电负性、空间构型与杂化方式判断、晶胞计算

【名师点晴】本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电负性、空间构型与杂化方式判断、晶胞计算等。掌握均摊法进行晶胞有关计算，学会根据价层电子对理论确定分子空间构型及原子杂化方式，有一定的难度。由价层电子特征判断分子立体构型：判断时需注意以下两点：（1）价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。（2）价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。