Question

【选修3物质结构】

W、X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY₂是红棕色气体；X与氢元素可形成XH₃；Z基态原子的M层与K层电子数相等；W是形成有机物种类最多的元素；R²⁺的3d轨道中有9个电子。请回答:

（1）Y基态原子的电子排布式是         ；Y和W形成的三原子分子是         （填“极性”或“非极性”）分子。

（2）X与氢元素可形成的化合物XH₃的中心原子杂化轨道类型为        杂化，XY₂的立体构型是         。

（3）Z所在周期中第一电离能最大的主族元素Q名称        。比较沸点高低：XY₂        ZY。

（4）Z与某元素形成的化合物的晶胞如左下图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是           。

（5）R晶胞结构如右上所示,R晶体中每个R原子周围距离最近的R原子数目为         。

Answer

37．（1）1s22s22p4 非极性 （2）sp3 V型

（3）氯 <（或者填“小于”、“低于”） （4）2:1 （5）12

【解析】试题分析：分子式为XY2的红棕色气体为NO2，则X为N元素，Y为O元素，M层与K层电子数相等的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2，则Z为Mg元素，＋2价离子的3d轨道上有9个电子的原子的外围电子排布为3d104s1，则R为Cu元素，W是形成有机物种类最多的元素，则W为C元素。

(1)根据上述推断，Y为O元素，O元素基态原子的电子排布式为1s22s22p4；Y和W分别为O、C，O、C形成的三原子分子是CO2，CO2的结构式为O=C=C，该分子正负电荷重心重叠，是非极性分子。

(2) X为N元素，N元素与氢元素形成化合物NH3，根据价层电子对互斥理论可知，在NH3分子中，成键电子对数为3+（5-1×3）÷2=4，所以中心原子杂化轨道类型为sp3杂化；NO2与O3为等电子体，两者结构相似，为V型。

（3）根据上述推断，Z为Mg元素，位于第三周期，同周期元素，从左到右第一电离能逐渐增大，所以Mg所在周期中第一电离能最大的主族元素Q名称氯；XY2为NO2，ZY为MgO，常温常压下，NO2是气体，而MgO是固体，所以沸点高低：NO2< MgO。

（4）由晶胞结构可看出，阳离子位于顶点和体心，阳离子个数＝1/8×8＋1＝2个，阴离子位于面心和体内，阴离子个数＝1/2×4＋2＝4个，阴离子与阳离子个数比为2:1。

(5)根据晶胞结构可知，处于顶点上的粒子，离它最近的粒子位于面心上，则R晶体中每个R原子周围距离最近的R原子数目为3×8÷2=12。

【考点定位】考查元素的推断，核外电子排布，第一电离能，晶胞的计算等知识。

【名师点睛】本题考查元素的推断，核外电子排布，第一电离能，晶胞的计算等知识。分子式为XY2的红棕色气体为NO2，则X为N元素，Y为O元素，M层与K层电子数相等的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2，则Z为Mg元素，＋2价离子的3d轨道上有9个电子的原子的外围电子排布为3d104s1，则R为Cu元素，W是形成有机物种类最多的元素，则W为C元素，据此解答即可。