Question

9．已知Q、R、X、Y、Z、W都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數依次增大，其中Q原子外層電子數是內層電子數的兩倍；化合物R₂Z的晶體為離子晶體，Z原子核外的M層中有兩對成對電子；X元素最外層電子數與最內層電子數相同；Y單質的晶體類型在同周期的單質中沒有相同的；W元素所在族有三列，只有兩個未成對的電子．請根據以上信息，回答下列問題：（答題時，Q、R、X、Y、Z、W用所對應的元素符號表示）
（1）W的外圍電子（價電子）排布式是3d⁸4s²．
（2）Q、R、X、Y的第一電離能由小到大的順序為Na＜Mg＜Si＜C．（用元素符號表示）
（3）QZ₂分子的空間構型為直線形．
（4）R的氯化物的熔點比Y的氯化物的熔點高（填高或低），理由是_前者是離子晶體，后者是分子晶體_
（5）據報道，只含Q、X、W三種元素的晶體竟然具有超導性．鑒于這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關注．該晶體的結構如圖，試寫出該晶體的化學式_MgCNi₃．晶體中每個X原子周圍距離最近的W原子有4_個．

Answer 1

分析 已知Q、R、X、Y、Z、W都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數依次增大，
Q原子外層電子數是內層電子數的兩倍，最外層最多為8個電子，則Q只能含有2個電子層，最外層為4個電子，則Q為C元素；
化合物R₂Z的晶體為離子晶體，Z原子核外的M層中有兩對成對電子，電子排布式為：1S²2S²2P⁶3S²3P⁴，則Z為S元素，所以R為Na元素；
X元素最外層電子數與最內層電子數相同，最外層最多為8個電子，則X只能含有3個電子層，最外層為2個電子，則X為Mg元素；
Y單質的晶體類型在同周期的單質中沒有相同的，只能是原子晶體，則Y為Si元素；
W元素所在族有三列，說明在ⅤⅢ族，只有兩個未成對的電子，電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，則W為Ni元素；
據此進行解答．

解答 解：經過分析可知Q、R、X、Y、Z、W分別為：C元素、Na元素、Mg元素、Si元素、S元素、Ni元素；
（1）Ni是28號元素，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，外圍電子排布式為：3d⁸4s²；
故答案為：3d⁸4s²；
（2）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，據此判斷第一電離能大小順序；同一主族元素，元素的第一電離能從上到下逐漸減小，故第一電離能：Na＜Mg＜Si＜C；
故答案為：Na＜Mg＜Si＜C；
（3）CS₂分子中價電子對=2+$\frac{4+0}{2}$=2，且沒有孤電子對，碳原子采取sp雜化，所以是直線型分子；
故答案為：直線；
（4）R的氯化物為NaCl，屬于離子晶體，Q的氯化物CCl₄，屬于分子晶體，故熔點：CCl₄＜KCl；
故答案為：高；前者是離子晶體，后者是分子晶體；
（5）該晶胞中，碳原子個數是1，鎂原子個數=8×$\frac{1}{8}$=1，鎳原子個數=6×$\frac{1}{2}$=3，所以其化學式為：MgCNi₃，以定點Mg原子研究，晶體中每個鎂原子周圍距離最近的鎳原子位于頂角，共4個；
故答案為：MgCNi₃；4．

點評 本題主要考查了原子核外電子排布、元素周期表的結構、電子排布圖、晶胞結構的計算等知識點，綜合性較強，中等難度．