Question

【化学——选修3：物质结构与性质】

X、Y、Z、W为前四周期元素且原子序数依次增大，X的电子层数等于核外电子数，Y元素基态原子核外未成对电子数为2且X与Y形成的化合物在常温下为常见的液体R，Z元素原子最外电子层上s、p电子数相等，W基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。请回答下列问题：

（1）Y基态原子的价电子排布图为            ，其第一电离能在同周期元素中由大到小排第         位。

（2）W的元素名称为         ，其基态原子核外有        种空间运动状态不同的电子。

（3）R的中心原子采取的杂化方式为            ，写出R的一个等电子体：          。（填化学式）。

（4）Z与Y在一定条件下可形成高硬度的化合物，该化合物的晶体类型为              ，其由Z、Y构成的最小环为             元环。

（5）W的单质在900℃以下为α型体心立方晶胞，910℃以上W转变为γ型面心立方晶胞，晶胞结构分别如图所示。两种晶体中距离最近的铁原子间距离相同。则在800℃和1000℃下，铁的密度之比为       。

Answer

（1） 4

（2）铁；26；

（3）sp3；H2S（或NH等合理答案）；

（4）原子晶体；12；

（5）0.92︰1（或︰8）。

【解析】

试题分析：根据题目信息可推断：X为H元素，Y为O元素，R为H2O，Z为Si元素，W为Fe元素。

（1）O原子的价电子排布图为，根据同周期元素第一电离能的变化规律可知，第二周期元素第一电离能由大到小的顺序为Ne＞F＞N＞O＞C＞Be＞B＞Li，所以O元素的第一电离能在同一周期中排第4位；

（2）W元素为铁，其原子核外有26个电子，每个电子的运动状态均不同，则有26种空间运动状态不同的电子；

（3）R为H2O，其中心原子的杂化方式为sp3，其等电子体有H2S、NH2-等；

（4）Si与O在一定条件下形成的高硬度的化合物为SiO2，其晶体类型为原子晶体，其结构中由Si、O构成的最小环中有12个原子，即12元环；

（5）在1个体心立方晶胞中，实际含有Fe原子个数是1+8×1/8=2个，距离最近的Fe原子为顶角与体心的Fe原子，设其距离为a，则晶胞边长为。又设一个Fe原子的质量为m，则其密度为ρ(体心)。在1个面心立方晶胞中，实际含有Fe原子的个数是8×1/8+6×1/3=4个，距离最近的Fe原子为顶角与面心的Fe原子，其距离也为a，所以晶胞边长是，密度为ρ(面心)，故。

考点：考查物质晶体结构的有关知识。