Question

已知X、Y、Z、R、Q为周期表中原子序数依次增大的前36号元素。相关信息如下：

X元素是宇宙中最丰富的元素

Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1

Z元素被誉为“太空金属”，也有“生物金属”之称，其基态原子次外层有2个未成对电子

R元素在元素周期表的第十一列

Q元素在周期表里与R元素在同一个分区

请回答下列问题：

（1）YX₃中心原子的杂化轨道类型是________________，离子化合物YX₅的电子式是_________。

（2）CO与Y₂属于等电子体，1 个CO分子中含有的π键数目是________个。

（3）工业上利用ZO₂和碳酸钡在熔融状态下制取化合物A(A可看做一种含氧酸盐)。A晶体的晶胞为正方体(如图)。

①制备A的化学方程式是_________________________________________；

②在A晶体中，Z的配位数为_______________；

③在A晶体中，若将Z元素置于立方体的体心，Ba元素置于立方体的顶点，则O元素处于立方体的______________。

（4）R²⁺离子的外围电子层电子排布式为______________。R₂O的熔点比R₂S的________(填“高”或“低”)。

（5）Q元素和硫(S)元素能够形成化合物B。B晶体的晶胞为正方体(如图)，若晶胞棱长为540.0 pm，则晶胞密度为___________________________g·cm⁻³(列式并计算)。

。

Answer

sp3杂化 2 TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑ 6 面心 3d9 高 =4.1

【解析】

根据题给信息推断X为氢元素，Y为氮元素，Z为钛元素，R为铜元素，Q为锌元素。

（1）NH3分子中含有3个键，氮原子有1对孤对电子，中心原子的杂化轨道类型是sp3，离子化合物NH5的电子式是；

（2）N2的结构式为N≡N，两个成键原子间有且只有1个键，CO与N2属于等电子体，故1 个CO分子中含有的π键数目是2个；

（3）①根据A的晶胞结构利用切割法计算，1个晶胞中含钡数目为1，含钛数目为8×1/8=1，含氧数目为12×=3，A的化学式为BaTiO3。TiO2和碳酸钡在熔融状态下反应生成BaTiO3和二氧化碳，化学方程式为TiO2+BaCO3＝ BaTiO3+CO2↑；②在A晶体中，Ti的配位数为6（上、下、前、后、左、右均与O直接相连）；③在A晶体中，若将Z元素置于立方体的体心，Ba元素置于立方体的顶点，则O元素处于立方体的面心；

（4）R为铜元素，原子序数为29，根据构造原理判断Cu2+离子的外围电子层电子排布式为3d9。Cu2O和Cu2S为结构相似的离子晶体，离子所带的电荷相同，氧离子半径小于硫离子半径，氧化亚铜的晶格能大于硫化亚铜的晶格能，故Cu2O的熔点比Cu2S的高；

（5）ZnS晶胞中含硫原子数目为8×1/8+6×1/2=4，含锌原子数目为4，则1mol晶胞的质量为4×（65+32）g，晶胞为正方体，若晶胞棱长为540.0 pm，则晶胞密度为g·cm—3。