Question

原子序数依次增加的X、Y、Z、W四种元素原子序数均小于36，Y基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，X、W基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子，X与Z的原子核内质子数之和等于W原子核内质子数，Z基态原子只有1个未成对的电子。回答下列问题：

(1)已知化合物XZ₃与H₂Y（Y的氢化物）发生反应的化学方程式为XZ₃＋H₂Y→XH₃＋HZY，则元素的电负性：Y______Z（填“大于”或“小于”），化合物HZY分子的空间构型为______。

(2)X的一种氢化物的相对分子质量为32，1mol该氢化物中的σ键数是______。

(3)①元素Y的一种单质分子与元素X、Y形成的一种离子互为等电子体，这两种微粒的化学式是_______、________。

②基态W原子的电子排布式是_______________。

(4)元素Y和W的一种化合物的晶体结构如图所示，该晶体的化学式为______；金属原子______（选填“钾”、“镁”、“铜”）形成的晶体的堆积方式，与上述晶胞中Y离子的堆积方式相同。

Answer

大于 V形 5NA O3 NO2－ 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 Cr2O3 镁

【解析】

原子序数依次增加的X、Y、Z、W四种元素原子序数均小于36，Y基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，则Y为O元素；X、W基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子，X原子序数比氧小，则X在第二周期为N元素；则W为第三周期的P或第四周期的Cr；已知X与Z的原子核内质子数之和等于W原子核内质子数，若W为P，则Z为O，与Y相同，所以不符合题意，若W为Cr，则Z为Cl，而且Cl的基态原子只有1个未成对的电子，符合题意，据此分析解答。

根据上述分析可知，X为N元素，Y为O元素，Z为Cl元素，W为Cr元素。

(1)化合物NCl 3与H2O发生反应的化学方程式为NCl 3+H2O→NH3+HClO，反应产物HClO中O元素为-2价，Cl元素为+1价，即O的得电子能力更强，所以电负性O大于Cl，HClO的结构为H-O-Cl，与H2O的H-O-H相似，是V形，故答案为：大于； V形；

(2)N的一种氢化物常见的有NH3和N2H4，相对分子质量为32的是N2H4，其结构式为，分子中含有5个σ键，所以1mol该氢化物中的σ键数是5NA，故答案为：5NA；

(3)①元素O的一种单质分子与元素N、O形成的一种离子互为等电子体，O3 和NO2-的原子数和价电子数相同，互为等电子体，故答案为：O3 和NO2-；

②W为Cr元素，原子核外有24个电子，所以基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；

(4)由图可知，Cr离子位于晶胞内部，有4个，O2-位于上下面的面心和顶点，以及晶胞内部，所以O2-共有×2+×12+3=6个，则Cr与O的离子数之比为2∶3，所以该晶体的化学式为Cr2O3；由图可知，该晶胞为六方最密堆积，与Mg晶体的堆积方式相同，故答案为：Cr2O3；镁。