Question

X、Y、Z、W、Q、R 是周期表中前 36 号元素，核电荷数依次增大，其中 X、Y、Z、 W 都是元素周期表中短周期元素。X 为非金属元素，且 X 原子的核外成对电子数是未成对电子数的 2 倍，Z 的次外层电子数是最外层电子数的，W 原子的 s 电子与 p 电子数相等，Q 是前四周期中电负性最小的元素，R 的原子序数为 29。 回答下列问题：

（1）X的最高价氧化物对应的水化物分子中，中心原子采取______________杂化。

（2）化合物 XZ 与 Y 的单质分子互为______________，1mol XZ 中含有π键的数目为______________。

（3）W 的稳定离子核外有______________种运动状态的电子。W元素的第一电离能比其同周期 相邻元素的第一电离能高，其原因是：_____。

（4）Q 的晶体结构如图所示，则在单位晶胞中 Q 原子的个数为______________，晶体的配位数是______________。

（5）R元素的基态原子的核外电子排布式为________；Y 与 R 形成某 种化合物的晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为ρg·cm^-3，阿伏加德罗常数的数值为 N_A，则该晶体中 R 原子和 Y 原子之间的最短距离为______________cm。（只写计算式）

Answer

sp2 等电子体 2NA 10 Mg 原子的价电子排布式为 3s2，3s 轨道处于全满状态，比较稳定， 失去一个电子比较困难 2 8 1s22s22p63s23p63d104s1

【解析】

X、Y、Z、W、Q、R 是周期表中前 36 号元素，核电荷数依次增大，其中 X、Y、Z、 W 都是元素周期表中短周期元素。X 为非金属元素，且 X 原子的核外成对电子数是未成对电子数的 2 倍，则X的核外电子排布式为1s22s22p2，则X为碳；Z 的次外层电子数是最外层电子数的，则Z为氧，Y为氮；W 原子的 s 电子与 p 电子数相等，则W的核外电子排布式为1s22s22p63s2，W为镁；Q 是前四周期中电负性最小的元素，则Q为钾；R 的原子序数为 29，则R为铜，据此分析解答。

（1）X的最高价氧化物对应的水化物为H2CO3，结构式为，则中心原子C采取sp2杂化，故答案为：sp2；

（2）化合物CO与N2分子具有相同的原子个数及价层电子数，属于等电子体；CO的结构与N2相似，为，其中含有π键的数目为2NA，故答案为：等电子体；2NA；

（3）Mg2+核外有10个电子，则有10种运动状态的电子；W元素的第一电离能比其同周期相邻元素的第一电离能高，其原因是Mg 原子的价电子排布式为 3s2，3s 轨道处于全满状态，比较稳定，失去一个电子比较困难；故答案为：10；Mg 原子的价电子排布式为 3s2，3s 轨道处于全满状态，比较稳定，失去一个电子比较困难；

（4）根据晶胞结构知，钾原子在顶点和体心，则在单位晶胞中钾原子的个数为8×+1=2；离体心钾原子最近的钾原子处于晶胞的8个顶点，则晶体的配位数是8；故答案为：2；8

（5）铜基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；晶胞中含有N原子数为：8×=1，含有的Cu原子数为：12×=3，则晶胞的质量为，设晶胞的棱长为d，则d3=，则R原子和Y原子之间的最短距离为；故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；。