Question

已知X、Y、Z三种元素均为短周期元素，原子序数依次递增，Q、W为前30号元素。5种元素的部分特点：

元素	特点
X	其气态氢化物呈三角锥形，水溶液显碱性
Y	基态原子核外有三个能级，其中最外层电子数等于次外层电子数的3倍
Z	元素原子的外围电子层排布式为ns^n-1np^n-1
Q	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
W	原子M能级层为全充满状态且核外的未成对电子只有一个

（1）XF₃分子中X的杂化类型为______，该分子的空间构型为_______．

（2）基态Q原子的电子排布式为_____________________，第一电离能：X______Y（填“＞” “＜”或“=”） ．

（3）X、Y、Z电负性由大到小的顺序为____________（用元素符号表示）．

（4）Na在Y₂中燃烧产物的电子式为________________．

（5）Z和X形成的化合物常用作高温耐火材料，化学性质稳定，据此推测它应属于_______晶体．

（6）W元素与X元素形成某种化合物的晶胞结构如图所示（黑球代表W原子），若该晶体的密度为ρ g·cm^-3，则该晶胞的体积是__________cm³．

Answer

sp3 三角锥形 1s22s22p63s23p63d24s2 ＞ O＞N＞Si 原子 206/(NA.ρ)

【解析】

X、Y、Z三种元素均为短周期元素，原子序数依次递增，Q、W为前30号元素，由X的气态氢化物呈三角锥形，水溶液显碱性，可知X为N元素；Y的基态原子核外有三个能级，其中最外层电子数等于次外层电子数的3倍，最外层电子数为6，可知Y为O元素；Z的外围电子层排布式为nsn-1npn-1，n-1=2，可知n=3，即外围电子层排布式为3s23p2，Z为Si元素；Q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，Q为Ti元素；W的原子M能级层为全充满状态且核外的未成对电子只有一个，电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，W为Cu元素，据此分析解答。

由上述分析可知，X为N元素、Y为O元素、Z为Si元素、Q为Ti元素、W为Cu元素。

(1)XF3分子中N原子上有1对孤对电子，形成3个N-F键，则X的杂化类型为sp3；空间构型为三角锥形，故答案为：sp3；三角锥形；

(2)Q为Ti元素，原子序数为22，基态Q原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2；N的2p电子半满为稳定结构，则第一电离能X＞Y，故答案为：1s22s22p63s23p63d24s2；＞；

(3)非金属性越强，电负性越大，则X、Y、Z电负性由大到小的顺序为O＞N＞Si，故答案为：O＞N＞Si；

(4)Na在Y2中燃烧的产物为过氧化钠，属于离子化合物，含有离子键和非极性键，其电子式为，故答案为：；

(5)Z和X形成的化合物常用作高温耐火材料，化学性质稳定，可知熔点高，该化合物形成的晶体为原子晶体，故答案为：原子；

(6)黑球代表W原子，位于棱上，个数为12×=3，N位于顶点，个数为8×=1，化学式为Cu3N，该晶体的密度为ρ g•cm-3，则该晶胞的体积是cm3=cm3，故答案为：。