Question

2．X、Y、Z、R、T、U分別代表原子序數依次增大的短周期主族元素．X元素原子的質子數等于其電子層數；Y的基態原子核外電子有5種不同的運動狀態；Z與T同主族且原子序數T是Z的兩倍；R元素的原子半徑在短周期主族元素中最大．請回答下列問題：
（1）Z的基態原子電子排布式為1s²2s²2p⁴或[He]2s²2p⁴；TZ₃^2-離子的空間構型為三角錐形．
（2）T、U的最高價氧化物對應的水化物酸性由強到弱的順序為HClO₄＞H₂SO₄  （填化學式）．
（3）化合物RU的晶體類型為離子晶體；已知RU晶胞體積為Vcm³，RU的摩爾質量為Mg/mol則該晶體密度p=$\frac{4M}{6.02×1{0}^{23}×V}$g/cm³（用含V、M的式子表示）．
（4）將Y₂X₆氣體通人H₂0中反應生成一種酸和一種單質，該反應的化學方程式是B₂H₆+6H₂O═2H₃BO₃↓+6H₂↑．
（已知：Y的電負性為2.0，X的電負性為2.1）

Answer 1

分析 同一核外沒有兩個電子的各個參數完全相同，原子核外每個電子的運動狀態都是不同的，Y的基態原子核外電子有5種不同的運動狀態，Y為B，X、Y分別代表原子序數依次增大的短周期主族元素，X元素原子的質子數等于其電子層數，X為H，同周期隨原子序數增大原子半徑減小，電子層越多原子半徑越大，R元素的原子半徑在短周期主族元素中最大，為鈉元素，X、Y、Z、R、T、U分別代表原子序數依次增大的短周期主族元素，Z與T同主族且原子序數T是Z的兩倍，Z為氧元素，T為硫元素，則U為氯元素．
（1）Z為氧元素，原子核外有8個電子，根據價層電子對互斥理論分析，價層電子對=σ 鍵電子對+中心原子上的孤電子對；
（2）非金屬性越強，最高價氧化物對應的水化物的酸性越強；
（3）根據晶體的構成微粒確定晶體類型；利用均攤法計算出氯化鈉晶胞中含有鈉離子和氯離子個數，再根據密度公式計算；
（4）Y的電負性為2.0，X的電負性為2.1，氫的非金屬性強于硼，B₂H₆氣體通人H₂0中反應生成一種酸為硼酸和一種單質為氫氣，據此書寫方程式．

解答 解：（1）Z與T同主族且原子序數T是Z的兩倍，Z為氧元素，T為硫元素，氧元素原子核外有8個電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴或[He]2s²2p⁴，S原子形成3個σ鍵，孤對電子數=$\frac{6+2-3×2}{2}$=1，為sp³雜化，立體構型為三角錐型，
故答案為：1s²2s²2p⁴或[He]2s²2p⁴；三角錐形；
（2）T為硫元素，則U為氯元素，同一周期，從左向右，非金屬性增強，非金屬性：Cl＞S，非金屬性越強，最高價氧化物對應的水化物的酸性越強，故酸性：HClO₄＞H₂SO₄，
故答案為：HClO₄＞H₂SO₄；
（3）R元素的原子半徑在短周期主族元素中最大，為鈉元素，T為硫元素，則U為氯元素，化合物RU為氯化鈉，為金屬、非金屬元素組成的化合物，為離子化合物，
氯化鈉晶胞中鈉離子個數=1+12×$\frac{1}{4}$=4，氯離子個數=8×$\frac{1}{8}$，所以氯化鈉的密度ρ=$\frac{4M}{6.02×1{0}^{23}×V}$，
故答案為：離子晶體；$\frac{4M}{6.02×1{0}^{23}×V}$g/cm³；
（4）Y的電負性為2.0，X的電負性為2.1，氫的非金屬性強于硼，B₂H₆中H為-1價，B₂H₆氣體通人H₂0中反應生成硼酸和氫氣，反應方程式為：B₂H₆+6H₂O═2H₃BO₃↓+6H₂↑，
故答案為：B₂H₆+6H₂O═2H₃BO₃↓+6H₂↑．

點評 本題考查原子結構與元素的性質，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，元素的推斷是解答的關鍵，注意把握元素的性質及單質、化合物的性質，突破口為Y的基態原子核外電子有5種不同的運動狀態，Y為B，題目難度中等，難點是晶胞計算中氯化鈉密度的計算．