Question

X、Y、Z、R、W均為周期表中前四周期的元素，其原子序數依次增大；X^2－和Y^＋有相同的核外電子排布；Z的氣態氫化物的沸點比其上一周期同族元素氣態氫化物的沸點低；R的基態原子在前四周期元素的基態原子中單電子數最多；W為金屬元素，X與W形成的某種化合物與Z的氫化物的濃溶液加熱時反應可用于實驗室制取Z的氣體單質。回答下列問題（相關回答均用元素符號表示）：
（1）R的基態原子的核外電子排布式是____________。
（2）Z的氫化物的沸點比其上一周期同族元素氫化物的沸點低的原因是________________________________________________________________________。
（3）X與Z中電負性較大的是________。Z的某種含氧酸鹽常用于實驗室制取X形成的單質，此酸根離子的空間構型為________，此離子中所含化學鍵的類型是________，X—Z—X的鍵角________109°28′（填“＞”、“＜”或“＝”，已知：孤電子對之間的斥力＞孤電子對與成鍵電子對之間的斥力＞成鍵電子對之間的斥力）。
（4）X與Y形成的化合物Y₂X的晶胞如圖。其中X離子的配位數為________，與一個X離子距離最近的所有的Y離子為頂點的幾何體為________。該化合物與MgO相比，熔點較高的是________。

（5）已知該化合物的晶胞邊長為a pm，則該化合物的密度為________g·cm^－3（只要求列出算式，不必計算出數值，阿伏加德羅常數的數值為N_A）。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或[Ar]3d⁵4s¹
（2）HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間不存在氫鍵
（3）O　三角錐形　共價鍵（或極性鍵、配位鍵均可）　＜
（4）8　立方體或正方體　MgO
（5）

（1）依據洪特規則可推知前四周期中基態原子中單電子數最多也即價層電子排布式為3d⁵4s¹（單電子數為6），則R為鉻元素，其基態原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或[Ar]3d⁵4s¹。（2）結合題干信息可推知元素X、Y、Z、W分別為O、Na、Cl、Mn；因HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間不存在氫鍵，故沸點：HF＞HCl。（3）O與Cl中電負性較大的是O；Cl的含氧酸鹽中用于實驗室制取氧氣的鹽為KClO₃，ClO₃^-的價層電子對數為4（3個σ鍵、1個孤電子對），故ClO₃^-的空間構型（VSEPR模型為四面體）為三角錐形；ClO₃^-中Cl、O間為共價鍵，由于中心原子上存在一對孤電子對，孤電子對的排斥力大于成鍵電子對，故O—Cl—O的鍵角小于109°28′。（4）由晶胞結構可知O^2－（晶胞中空心球）的配位數為8；與一個O^2－距離最近的Na^＋為頂點形成的幾何體為立方體；由于Mg^2＋所帶電荷數比Na^＋多，且離子半徑小于Na^＋的離子半徑，因此MgO的晶格能大于Na₂O的，則熔點：MgO＞Na₂O。（5）利用“均攤法”可知一個晶胞中含有4個Na₂O微粒，故該化合物的密度為 g·cm^－3（注：1 pm＝10^－10 cm）。