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已知X、Y、Z、R都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大。X是空气中...

已知XYZR都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大。X是空气中含量最高的元素,Z基态原子核外KLM三层电子数之比为142R基态原子的3d原子轨道上的电子数是4s原子轨道上的4倍,Y基态原子的最外层电子数等于ZR基态原子的最外层电子数之和。(提示:答题时,XYZR用所对应的元素符号表示)

(1)X元素在周期表中的位置_______________(周期和族)Y元素属于_______________区元素;

(2)基态Z原子所占的最高能级的轨道是_______________形,基态R原子含有_______________种运动状态不同的电子;

(3)化合物Z3X4熔点高达1900℃以上,硬度很大。该物质的晶体类型是_______________

(4)YZ形成的某晶体其晶胞结构如下图所示,则该化合物的化学式为_______________

(5)R元素能形成化学式为[R(NH3)4(H2O)2]Cl2的配合物,该配合物所含的化学键种类有_______________

a.离子键b.非极性共价键c氢键d.配位键

该配合物的配位体是_______________1mol[R(NH3)4(H2O)2]Cl2中含有σ建的数目为_______________

(6)R元素通常形成面心立方最密堆积的晶体,其模型结构如下图,该晶体的空间利用率为_______________(用含计π算式表示)

 

第二周期第ⅤA族 p 纺锤或哑铃 28 原子晶体 SiO2 ad NH3、H2O 22NA ×100% 【解析】 X、Y、Z、R都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大。X是空气中含量最高的元素,是N;Z基态原子核外K、L、M三层电子数之比为1:4:2,Z是Si,R基态原子的3d原子轨道上的电子数是4s原子轨道上的4倍,R为Ni,Y基态原子的最外层电子数等于Z、R基态原子的最外层电子数之和,Y是O,X、Y、Z、R分别为N、O、Si、Ni;据此分析。 (1)X元素是N,原子共有两层电子,最外层电子数为5,在周期表中的位置第二周期第ⅤA族,Y元素是氧,最后填充的电子在p层,属于p区元素; (2) Z原子是硅,核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,基态Z原子所占的最高能级的轨道是p轨道,轨道形状为纺锤或哑铃形,基态R是Ni原子,原子序数为28,核外有28个电子,每个电子的运动状态都不同,含有28种运动状态不同的电子; (3)化合物Si3N4熔点高达1900℃以上,硬度很大,符合原子晶体的特征,该物质的晶体类型是原子晶体; (4)Y、Z形成的某晶体其晶胞结构如图所示,硅原子位于8个顶点,6个面心,4个体心,硅原子数为,氧原子全部位于体心,个数为16,硅原子和氧原子的个数比为2:1,则该化合物的化学式为SiO2; (5)Ni元素能形成化学式为[Ni (NH3)4(H2O)2]Cl2的配合物,金属镍离子和氯离子之间形成离子键,配合物中镍离子提供空轨道,NH3和H2O提供孤对电子,该配合物所含的化学键种类有离子键和配位键;配位体是NH3和H2O,该离子中镍离子和氮原子形成4个σ键,和两个氧原子形成2个σ键,一个氨分子中存在3个σ键,共有4个氨分子,一个水分子中存在2个σ键,1mol[Ni (NH3)4(H2O)2]Cl2中含有σ键的数目为22NA; (6)镍元素通常形成面心立方最密堆积的晶体,镍原子的个数为:,晶胞边长a与镍原子半径r的关系为,即a=,所以空间利用率为×100%=×100%。
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金属钛(Ti)被誉为21世纪金属,具有良好的生物相容性。它兼具铁的高强度和铝的低密度。其单质和化合物具有广泛的应用价值。氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl4为原料,经过一系列反应可以制得Ti3N4和纳米TiO2(如图1)

请回答下列问题:

(1)Ti的基态原子价电子排布式图(轨道表示式)_______________

(2)N2的电子式为_______________

(3)TiCl4在热水中水解除了生成H2TiO3还有一种气体,该气体的沸点比HF的沸点_______________(”),原因是_______________

(4)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图2所示。化合物甲的分子中碳原子采取的杂化方式是_______________,化合物乙中采取sp3方式杂化的所有原子对应的元素的第一电离能由大到小的顺序为_______________

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元素周期表中IVA族元素(CSiGeSnPb)的单质及其化合物的在生产、生活中应用广泛。

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A.反应前后c(Cu2+)不变

B.[Cu (NH3)4]SO4是离子化合物,易溶于水和乙醇

C.[Cu(NH3)4]2+Cu2+提供空轨道

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