Question

【物质结构与性质】

原子序数小于36的X、Y、Z和铜四种元素，X的基态原子有3个不同的能级，有一个能级中的电子数比其它两个能级中的电子数都多1；Y基态原子中的电子占有5个轨道，其中有2个轨道处于半充满状态，Z的原子序数为24。

（1）Z原子基态核外电子排布式为______________________________；

（2）元素X与Y的第一电离能较大的是_________(填元素符号)；H₂Y₂中Y原子轨道的杂化类型为____；

（3）+3价Z的配合物K[Z(C₂O₄)₂(H₂O)₂]中的配体是_________；与C₂O₄^2-互为等电子体的一种分子的化学式为_____________；

（4）Cu和Y形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中与铜离子距离相等且最近的铜离子有_______个．某种有缺陷的铜和Y形成的化合物的晶体由Cu²⁺、Cu³⁺、Y^2-及空隙组成，可表示为Cu_0.98Y，则n(Cu²⁺)/n(Cu³⁺)=_______________。

Answer

（1）1s22s22p63s23p63d54s1

（2）N sp3

（3）H2O、C2O42-N2O4

（4）12

【解析】试题分析：原子序数小于36的X、Y、Z和铜四种元素，X的基态原子有3个不同的能级，有一个能级中的电子数比其它两个能级的中电子数都多1，核外电子排布式为1s22s22p3，故X为N元素；Y基态原子中的电子占有5个轨道，其中有2个轨道处于半满状态，核外电子排布式为1s22s22p4，故Y为O元素；Z的原子序数为24，Z为Cr；

（1）Cr原子核外电子数为24，能量最低原理原理、洪特规则特例，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1；

（2）N元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的，即N元素第一电离能高于O元素的；H2O2中O原子形成2个σ键，含有2对孤对电子，杂化轨道数目为4，O原子采取sp3杂化；

（3）+3价Cr的配合物K[Cr(C2O4)2(H2O)2]中的配体是H2O、C2O42-，与C2O42-互为等电子体的一种分子的化学式为：N2O4；

（4）晶胞中灰色球数目为4、黑色球数目为4，以顶点灰色球研究，与之距离最近的原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，即晶胞中与铜离子距离相等且最近的铜离子有="12" 个，根据电荷守恒，则2n(Cu2+)+3n(Cu3+)=2，由原子守恒可知n(Cu2+)+n(Cu3+)=0.98，解得n(Cu2+)=0.94，n(Cu3+)=0.04，故n(Cu2+)：n(Cu3+)=。

【考点定位】综合查物质结构与性质，涉及核外电子排布规律、电离能、配位键、杂化理论、等电子体、晶胞计算等。

【名师点晴】结合元素周期表的结构准确推测元素是解题关键；原子序数小于36的X、Y、Z和铜四种元素，X的基态原子有3个不同的能级，有一个能级中的电子数比其它两个能级的中电子数都多1，核外电子排布式为1s22s22p3，故X为N元素；Y基态原子中的电子占有5个轨道，其中有2个轨道处于半满状态，核外电子排布式为1s22s22p4，故Y为O元素；Z的原子序数为24，Z为Cr，依据题目要求并注意同周期第一电离能异常情况答题即可。