Question

有X、Y、Z、W、A、B六种元素。其相关信息如下:

请回答下列有关问题：

(1)根据信息分析元素Y是________ (填元素符号)，A在元素周期表中的位置是________。

(2) BX₃分子的中心原子采取的杂化类型是_____________。

(3)光谱证实单质 Z与强碱溶液反应生成[Z(OH)₄]^-，该原子的空间构型是_________，[Z(OH)₄]^-离子中存在的化学键有_____________(填字母)

A.极性共价键       B.非极性共价键         C.配位键        D. σ键     E. π键

(4)Y与W可形成离子化合物，其晶胞结构如下图所示。W离子采取的堆枳方式是_________, W离子的配位数为__________，W离子的配位数为_______，Y离子占据空位（填“四面体或八面体”）。若该晶体的密度为dg·cm^-3，则该晶胞中最近的Y离子与W离子间的距离是______cm，(设N_A为阿佛加德罗常数的值，只需列出计算表达式〉

Answer

F 第四周期VIII族 sp3 正四面体型 ACD 面心立方堆积（或A1型堆积） 8 四面体

【解析】有X、Y、Z、W、A、B六种元素。X原子的1s轨道上只有1个电子，则X为H元素；Y是电负性最大的元素，则Y为F元素；根据Z的电离能数据可知，Z为第三周期第ⅢA族元素，为Al元素；W是主族元素且与A同周期，其最外层上有两个运动状态不同的电子，则W为第ⅡA元素，A是过渡金属元素，根据其外围电子排布可知，A为Fe元素，则W为Ca元素；B的基态原子2P轨道中有三个未成对电子，核外电子排布为1s22s22p3，故B为N元素。

(1)根据上述分析，元素Y是F元素，A为Fe元素，在元素周期表中位于第四周期VIII族，故答案为：F；第四周期VIII族；

(2) NH3分子的中心原子N上连接有3个原子，含有1个孤电子对，采取的杂化类型是sp3，故答案为：sp3；

(3) [Al(OH)4]-中Al原子与四个原子相连，没有孤电子对，采取的杂化类型是sp3，该离子的空间构型是正四面体型，[Al(OH)4]-离子中存在的化学键有极性键、配位键和σ键 ，故答案为：正四面体型； ACD；

(4)根据图示，Ca离子采取面心立方堆积，由晶胞结构可知晶体中与钙离子距离最近的氟离子有8个；晶胞中钙原子数目为8×+6×=4、F原子数目为8，化学式为CaF2，晶胞的质量为g，晶体密度为ρg/cm3，则晶胞体积为g÷dg/cm3，故晶胞棱长x=cm；F原子与周围4个Ca原子形成正四面体结构，令F与Ca之间的距离为y，则正四面体中心到底面中心的距离为 ，正四面体的高为y，正四面体棱长=，则正四面体侧面的高为×，底面中心到边的距离为××，故(y)2+(××)2=(×)2，整理得：y=x，故F与Ca的距离为： ×；故答案为：面心立方堆积；8；四面体； ×。

点睛：本题考查了有关晶胞的计算，明确晶胞结构特点是解题关键，需要学生具备一定空间想象能力和数学运算能力。本题的难点是(4)中晶胞的计算。