Question

前四周期元素X、Y、Z、M、N、O、P，原子序数逐渐增大，其中X、Y、Z、M、N为短周期元素，而X、Y、Z、M处于同周期的P区，且未成对电子数之比为1:2:3:2；N与Z同族。O、P分别位于周期表第2、4列，P的单质被称为“未来金属”，具有质量轻、强度大、耐腐蚀性好的优点。

（1）Y、Z、M三种元素的电负性由大到小的顺序：________（用元素符号表示）。

（2）M的常见氢化物的氢键的键能小于HF的氢键的键能，但Z的常见氢化物常温下为液态而HF常温下为气态的原因是：__________。

（3）XN一种耐磨涂料，可用于金属表面保护层，该化合物可由X的三溴化物和N的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。

①写出合成XN的化学方程式：_________。（各物质用化学式表示）

②XN的晶体的晶胞如图所示：

其中实心球为N，在一个晶胞中N原子空间堆积方式为______，N原子的配位数为______；该结构中有一个配位键，提供空轨道的原子是________（写元素符号）。

（4）O和硫形成的某种晶体的晶胞如图a所示：该晶胞原子的坐标参数A为（0，0，0）；B为（1，0，0）。则C原子的坐标参数为_______。

（5）图b为P的一种面心立方晶胞结构，若晶胞的边长为anm，则P的密度为_____g·cm^-3（用含a和N_A的代数式表示）

Answer

O＞N＞C 平均每个H2O分子间的氢键数目比HF分子间的多 BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr 面心立方堆积 4 B （1/4，1/4，1/4）

【解析】

前四周期元素X、Y、Z、M、N、O、P，原子序数逐渐增大，其中X、Y、Z、M、N为短周期元素，而X、Y、Z、M处于同周期的p区，且未成对电子数之比为1:2:3:2；推出X为B元素、Y为C元素、Z为N元素、M为O元素；N与Z同族，则N为P元素；则O、P为第四周期，且分别位于周期表第2、4列，P的单质被称为“未来金属”，具有质量轻、强度大、耐腐蚀性好的优点，则P为Ti元素，O为Ca元素，结合元素的结构及性质进行答题。

由分析可知：X为B元素、Y为C元素、Z为N元素、M为O元素、N为P元素、O为Ca元素、P为Ti元素。

（1）由分析可知：Y为C元素、Z为N元素、M为O元素，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，所以元素C、N、O的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C，故答案为O＞N＞C。

（2）M为O元素，M的常见氢化物为H2O，每个分子能形成两条氢键，而每个HF分子只能形成一个氢键，所以虽然H2O氢键的键能小于HF氢键的键能，但水常温下为液态而HF常温下为气态，故答案为每个H2O平均形成的氢键数目比每个HF平均形成的氢键数目多。

（3）①XR的分子式为BP，R的三溴化物PBr3，所以合成XR的化学方程式为：BBr3＋PBr3＋3H2BP＋6HBr，故答案为BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr。

②BP晶体结构中，实心球为P原子，根据晶胞结构分析，P做面心立方最密堆积；P位于顶点和面心，故1mol晶胞中含有P原子的数目为8×+6×=4，B位于晶胞内，故含有B原子的数目为4个，所以P原子的配位数为4，没有孤电子对的原子提供空轨道，B原子没有孤电子对，所以提供空轨道，P原子提供孤电子对，故答案为面心立方堆积；4；B。

（4）根据各个原子的相对位置可知，C在各个方向的1/4处，所以其坐标为（1/4，1/4，1/4），故答案为（1/4，1/4，1/4）。

（5）图b为Ti的一种面心立方晶胞结构，Ti原子的个数为：8×+6×=4个，若晶胞的边长为anm，体积为(a×10-7)3cm3，NA表示阿伏伽德罗常数，则晶体Ti的密度为=g·cm-3，故答案为。