Question

X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期主族元素，Y的简单气态氢化物水溶液呈弱碱性， Z元素无正价，且基态原子有2个未成对电子，基态W原子价层电子排布式为ns^n-1np^n-1 ，X与W为同主族元素。基态R原子M能层全充满且核外有且仅有1个未成对电子。请回答下列问题：

（1）基态R原子的核外电子排布式为____________________。R单质晶体晶胞的堆积方式_______________，晶胞的空间利用率为___________________。

（2） X、Y、Z三种元素的第一电离能由小到大的顺序为__________ (填“元素符号”，下同）

（3）YF₃分子中Y的杂化类型为______________。该分子的空间构型为_________________。

（4）Y的气态氢化物在水中可形成氢键，其氢键最可能的形式为____________。

（5）X的某气态氧化物的相对分子质量为44，分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，则其气态氧化物中的大π键应表示为_______________，其中σ键与π数目之比为______________。

（6）R元素与Y元素形成某种化合物的晶胞结构如图所示（黑球代表R原子），若该晶体的密度为ρg·cm^-3，则该晶胞的边长是_________cm (N_A表示阿伏加德罗常数的值）。

Answer

ls22s22p63s23p63d104sl 面心立方最密堆积 74% C＜O＜N sp3 三角锥形 B Π 1∶1

【解析】

X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期主族元素，Y的简单气态氢化物水溶液呈弱碱性，Y为N元素；Z元素无正价，且基态原子有2个未成对电子，Z为O元素；基态W原子价层电子排布式为nsn-1npn-1，则n=3，W为Si元素，X与W为同主族元素，则X为C元素；基态R原子M能层全充满且核外有且仅有1个未成对电子，价层电子排布为3d104s1，R为Cu元素。

(1)基态Cu原子的核外电子排布式为ls22s22p63s23p63d104sl。铜晶体晶胞的堆积方式为面心立方最密堆积，晶胞的空间利用率为74%，故答案为ls22s22p63s23p63d104sl；面心立方最密堆积；74%；

(2)同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但N原子的2p为半充满，均为稳定，第一电离能大于O，C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N，故答案为C＜O＜N；

(3)NF3分子中N原子上有1个孤对电子，价层电子对数为4，采用sp3杂化，分子的空间构型为三角锥形，故答案为sp3；三角锥形；

(4)氨气溶于水生成NH3·H2O，能够电离生成铵根离子和氢氧根离子，因此氨气在水中可形成氢键，其氢键最可能的形式为是氨气分子中N原子上的孤对电子与水分子中的H原子共用，形成氢键，故选B；

(5)C的某气态氧化物的相对分子质量为44，该氧化物为二氧化碳，分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，则其气态氧化物中的大π键应表示为Π，二氧化碳分子中含有2个C=O，其中σ键与π数目之比为1:1，故答案为Π；1∶1；

(6)根据晶胞中微粒个数的分配方法计算，晶胞中含有N原子的数目为8×=1，Cu原子的数目为：12×=3，故化学式为Cu3N，1mol晶胞的质量为206g，所以该晶胞的边长==cm，故答案为。