Question

8．如圖1是元素周期表的一部分．已知R的核電荷數小于36，氣態氫化物沸點：MH_n＞YH_n．
（1）表中五種元素第一電離能最大的是N（填元素符號）．Y的最簡單氫化物分子的空間構型為正四面體．基態R原子中有2個未成對電子．
（2）Y的最高價氧化物熔點比M的最高價氧化物熔點低，原因是Y的最高價氧化物是分子晶體，M的最高價氧化物是原子晶體．YZ^-中σ鍵與π鍵的數目比為1：2．
（3）YO₃^2-中Y原子的雜化方式是sp²．寫出一種與YO₃^2-互為等電子體的粒子NO₃^-（用化學符號表示）．
（4）Z的一種常見氫化物能與硫酸銅反應生成配合物．請用結構式表示該配合物中的陽離子：
（5）如圖2為某金屬單質的面心立方晶胞結構示意圖，該晶體中配位數是12．測得此晶體的密度為2.7g/cm³，晶胞的邊長為0.405nm，則此金屬原子的相對原子質量為27．（結果保留整數）

Answer 1

分析 R的核電荷數小于36，由元素在周期表中相對位置，可知X、Y、Z處于第二周期，M處于第三周期，R處于第四周期，氣態氫化物沸點：MH_n＞YH_n，氫化物YH_n分子之間沒有氫鍵，H元素與Al元素之間不能形成氣態氫化物，則Y為C元素、M為Si、R為Ge、X為B、Z為N元素．

解答 解：R的核電荷數小于36，由元素在周期表中相對位置，可知X、Y、Z處于第二周期，M處于第三周期，R處于第四周期，氣態氫化物沸點：MH_n＞YH_n，氫化物YH_n分子之間沒有氫鍵，H元素與Al元素之間不能形成氣態氫化物，則Y為C元素、M為Si、R為Ge、X為B、Z為N元素．
（1）同主族自上而下第一電離能減小，同周期隨原子序數增大，元素第一電離能增大，氮元素2p能級為半滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素的，表中五種元素第一電離能最大的是N元素，Y的最簡單氫化物為CH₄，分子的空間構型為正四面體．基態R原子外圍電子排布式為4s²4p²有 2個未成對電子，
故答案為：N；正四面體；2；
（2）Y的最高價氧化物為分子晶體，M的最高價氧化物為原子晶體，故Y的最高價氧化物熔點比M的最高價氧化物熔點低，CN^-與氮氣分子互為等電子體，CN^-中C原子與N原子之間形成3對共用電子對，則σ鍵與π鍵的數目比為1：2，
故答案為：Y的最高價氧化物是分子晶體，M的最高價氧化物是原子晶體；1：2；
（3）CO₃^2-中C原子孤電子對數=$\frac{4+2-2×3}{2}$=0，價層電子對數=3+0=3，C原子的雜化方式是sp²，一種與CO₃^2-互為等電子體的粒子為：NO₃^-，
故答案為：sp²；NO₃^-；
（4）Z的一種常見氫化物能與硫酸銅反應生成配合物，該配合物中的陽離子：，
故答案為：；
（5）以頂點原子研究，與之相鄰的原子處于面心，每個頂點為8個晶胞共用，每個面心為2個晶胞共用，
該晶體中配位數是$\frac{3×8}{2}$=12，晶胞中原子數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，設金屬的相對原子質量為M，則4×$\frac{M}{6.02×1{0}^{23}}$g=2.7g/cm³×（0.405×10^-7cm）³，解得M=27，
故答案為：12；27．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及元素周期表、電離能、核外電子排布、分子構型與雜化方式、晶體類型與性質、配合物、晶胞計算等，熟練掌握元素周期表結構，注意氫鍵對物質性質的影響．