Question

【題目】Y、Z、W、R、M五種元素，位于元素周期表的前四周期，它們的核電荷數依次增大，有如下信息：

元素	相關信息
Y	原子核外有6個不同運動狀態的電子
Z	非金屬元素，基態原子的s軌道的電子總數與p軌道的電子總數相同
W	主族元素，與Z原子的價電子數相同
R	價層電子排布式為3d64s2
M	IB族，其被稱作“電器工業的主角”

請回答下列問題（Y、Z、W、R、M用所對應的元素符號表示）:

（1）Z、W元素相比，第一電離能較大的是_____________________，M2+的核外電子排布式為________________________。

（2）M2Z的熔點比M2W的_________（填“高”或“低”) ，請解釋原因___________ 。

（3）N3-和YZ2是等電子體，則N3-的結構式為_________________ 。

（4）WZ2分子中W原子價層電子對數是_____________對，WZ2的VSEPR 模型名稱為______________________，WZ3氣態為單分子，該分子中W原子的雜化軌道類型為__________________；WZ3的三聚體環狀結構如圖1所示，該結構中W原子的雜化軌道類型為__________；該結構中W-Z鍵長有兩類，一類鍵長約140pm，另一類鍵長約為160pm，較短的鍵為___________(填圖2中字母) ，該分子中含有___個σ鍵。

（5）MRW2的晶胞如圖2所示，晶胞參數a=0.524nm、c=1.032nm；MRW2的晶胞中每個M原子與_______個W原子相連，晶體密度ρ=_______g/cm3（只要求列算式，不必計算出數值，阿伏加德羅常數為NA＝6．02×1023mol-1）。

Answer 1

【答案】 O [Ar]3d9 高 氧離子半徑比硫離子半徑小，Cu2O比Cu2S的晶格能大，所以Cu2O熔點高 [N=N=N]- 3 平面三角形 sp2 sp3 a 12 4

【解析】Y、Z、W、R、M五種元素，位于元素周期表的前四周期，它們的核電荷數依次增大。Y的原子核外有6個不同運動狀態的電子，Y為C元素； Z 是非金屬元素，基態原子的s軌道的電子總數與p軌道的電子總數相同，Z的電子排布式為1s22s22p4，為O元素；W是主族元素，與Z原子的價電子數相同 ，W為S元素；R 的價層電子排布式為3d64s2，R為Fe元素；M位于第IB族，其被稱作“電器工業的主角”，為Cu元素。
（1）因為Z為O、W為S，非金屬性為O>S,所以第一電離能是O>S，M為Cu元素，為29號元素，Cu2+的核外電子排布式為[Ar]3d9。

（2）由上述分析知M2Z的化學式為Cu2O，M2W的化學式為Cu2S。因為氧離子半徑比硫離子半徑小，Cu2O比Cu2S的晶格能大，所以Cu2O熔點高。答案：高；氧離子半徑比硫離子半徑小，Cu2O比Cu2S的晶格能大，所以Cu2O熔點高 。

（3由上述分析知YZ2的化學式為CO2, N3-是CO2的等電子體，所以N3-的結構式為[N=N=N]-。

（4）WZ2的分子式為SO2, SO2中W原子價層電子對數是中心原子的孤對電子對數和鍵電子對數之和，中心原子的孤對電子對數=（6-2）/2=1鍵電子對數為2，所以S原子價層電子對數是3對。SO2的VSEPR 模型名稱為平面三角形。SO3氣態為單分子，該分子中S原子形成3個δ鍵，沒有孤對電子，則為sp2雜化，SO3的三聚體中S原子形成4個δ鍵，為sp3雜化；SO3的三聚體中每個S形成S=O鍵和S-O鍵，S=O鍵長較短，即a較短，該分子中含有σ鍵數目為3×4=12。

（5）由圖知每個Cu原子和4個S原子相連，S均在體內，由此知化學式為CuFeS2，則含晶胞質量為，晶胞參數a=0.524nm，c=1.032nm，體積為(0.524×10-7cm)2×1.032×10-7cm，ρ===gcm-3，故答案為：4；