Question

Y、Z、W、R、M五种元素，位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大，有如下信息：

元素	相关信息
Y	原子核外有6个不同运动状态的电子
Z	非金属元素，基态原子的s轨道的电子总数与p轨道的电子总数相同
W	主族元素，与Z原子的价电子数相同
R	价层电子排布式为3d^64s^2
M	位于第ⅠB族，其被称作“电器工业的主角”

请回答下列问题(Y、Z、W、R、M用所对应的元素符号表示)：

(1)Z、W元素相比，第一电离能较大的是____，M²⁺的核外电子排布式为_______。 

(2)M₂Z的熔点比M₂W的______(填“高”或“低”)，请解释原因：_____________。 

(3)WZ₂的VSEPR模型名称为______；WZ₃气态为单分子，该分子中W原子的杂化轨道类型为____；WZ₃的三聚体环状结构如图(a)所示，该结构的分子中含有____个σ键；写出一种与WZ₃互为等电子体的分子的化学式_____。

        

(4)MRW₂的晶胞如图(b)所示，晶胞参数a=0.524 nm、c=1.032 nm；MRW₂的晶胞中，晶体密度ρ=____g/cm³(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为N_A=6.02×10²³ mol^-1)。

Answer

O [Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 高 氧离子半径比硫离子半径小,Cu2O比Cu2S的晶格能大,所以Cu2O熔点高 平面三角形 sp2 12 BF3等

【解析】

Y、Z、W、R、M五种元素，位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大。Y的原子核外有6个不同运动状态的电子，Y为C元素； Z是非金属元素，基态原子的s轨道的电子总数与p轨道的电子总数相同，Z的电子排布式为1s2s22p4，Z为O元素；W是主族元素，与Z原子的价电子数相同，W为S元素；R的价层电子排布式为3d64s2， R为Fe元素；M位于第IB族，其被称作“电器工业的主角”，为Cu元素，据此分析结合元素性质解答。

(1) Z为O元素，W为S元素，同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小，O和S元素相比，第一电离能较大的是O，M为Cu元素，Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；

(2) M为Cu元素，Z为O元素，W为S元素，M2Z为Cu2O，M2W为Cu2S，由于氧离子的半径小于硫离子的半径，则Cu2O比Cu2S的晶格能大，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高； 

(3) W为S元素，Z为O元素，WZ2为SO2，中心原子S价层电子对数=2+=3，S原子采取sp2杂化，VSEPR模型名称为平面三角形；SO3气态为单分子，该分子中S原子的价层电子对数=3+=3，杂化轨道类型为sp2；单键都为σ键，SO3的三聚体环状结构如图(a)所示，该结构的分子中含有12个σ键，SO3由4个原子构成，价电子总数为24，与SO3互为等电子体的分子的化学式为BF3；

(4)MRW2为CuFeS2，晶胞中每个Cu原子与4个S原子相连，CuFeS2的晶胞中S原子个数=8、Fe原子个数=4×+4×+2×=4、Cu原子个数=8×+4×+1=4，晶胞体积=a2c=（0.524×10-7×0.524×10-7×1.032×10-7）cm3，晶体密度ρ===g/cm3=g/cm3。