Question

X、Y、Z、W为元素周期表前四周期的元素。其中X原子核外的L层电子数是K层电子数的两倍，Y的内层电子数是最外层电子数的9倍。Z在元素周期表的各元素中电负性最大。W原子的第三电子层处于全充满状态且第四电子层只有2个电子。请回答下列问题：

(1)W元素属于_______区元素。其基态原子的电子排布式为____________

(2)W²⁺能与氨气分子形成配离子[W(NH₃)₄]²⁺。其中配体分子的空间构为________，写出该配离子的结构简式(标明配位键)_________

(3)X能与氢、氮、氧三种元素构成化合物XO(NH₂)₂，其中X原子的杂化方式为_____；1mol该分子中σ键的数目为__________

(4)X的某种晶体为层状结构可与熔融金属钾作用。钾原子填充在各层之间形成间隙化合物，其常见结构的平面投影如图所示，则其化学式可表示为____________。

(5)元素Y与元素Z形成的晶体结构如图所示。设晶胞中最近的Y的离子与Z的距离为a pm。该化合物的摩尔质量为b g/ mol，则该晶胞密度的计算式为_________g/cm³

Answer

ds 1s22s22p63s23p43d104s2 三角锥形 sp2 7×6.02×1023个 KC8 。

【解析】

X、Y、Z、M为元素周期表前四周期的元素，X原子核外的L层电子数是K层电子数的两倍，则X有2个电子层，最外层电子数为4，故X为C元素；Y的内层电子数是最外层电子数的9倍，Y只能处于第四周期，最外层电子数只能为2，内层电子总数为18，核外电子总数为20，故Y为Ca元素；Z在元素周期表的各元素中电负性最大，则Z为F元素，W元素的第三电子层处于全充满状态且第四电子层只有2个电子，则W的质子数为2+8+18+2=30，即W为Zn。

（1）W为Zn，属ds区元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p43d104s2，故答案为：ds；1s22s22p63s23p43d104s2；

（2）W为Zn，与氨气分子形成配离子为：[Zn(NH3)4]2+，其中配体为氨气分子，NH3分子中N原子成3个N−H单键、含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，故NH3分子为三角锥形，[Zn(NH3)4]2+中Zn2+有空轨道，N有孤对电子，则配离子的结构简式为，故答案为：三角锥形，；

（3）X为C元素，则CO(NH2)2分子的结构简式为，所以该分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化，每个分子中含有7个σ键，所以1mol尿素中含有7molσ键；故答案为：sp2； 7×6.02×1023个；

（4）可以取三个钾原子形成的小三角形为计算单位，其完全占有的碳原子数是4，占有的钾原子数为1/6×3=1/2，故碳原子数和钾原子数之比是4:1/2=8:1，X的某种晶则其化学式时表示为KC8；故答案为：KC8；

（5）设边长为xpm，上下方向的平面：晶胞上底面、下底面、中间4个蓝色球构成的2个平面、4个面心球构成面，这5个面之间的距离相等为1/4xpm，同理，左右方向形成的面间的距离相等为1/4xpm，故a球到晶胞右侧面的距离为1/4xpm，从a球向晶胞下底面作垂线，垂足为o，再作oc垂直棱，，即oc为1/4xpm，bc长为1/4xpm，ao长为1/4xpm，ab两球的距离所以x=pm，元素Ca与元素F形成晶体，晶胞中蓝色球数目=8×1/8+6×1/2=4、蓝色球为8个，故化学式为CaF2，该化合物的摩尔质量为bg/mol，晶胞质量=4×g，晶胞边长为xpm，则晶胞体积=(x×10−10cm)3=x3×10−30cm3=cm3，则晶胞密度为：，故答案为：。