Question

2．現有X、Y、Z、W、Q五種前30號元素，原子序數依次增大．已知X、Y、Z、W均為非金屬元素，X的最外層有兩個未成對電子，元素W與元素Z同主族，Q的基態原子中有5個未成對電子且Q的次外層電子數等于Y和W^2-最外層電子數之和，根據以上信息回答下列問題：
（1）上述五種元素中電負性最大的是O（填元素符號），Y的第一電離能大于Z的第一電離能原因N原子3p軌道半充滿，相對穩定．
（2）XW₂的電子式為，Y₃^-的立體構型為直線形．
（3）Q的價電子排布式為3d⁵4s²，位于周期表d區．
（4）W與Z組成的最高價分子中W的雜化類型是sp²．
（5）已知α型QW的晶胞中陰陽離子的配位數均為6，則與Q離子距離最近且距離相等的Q離子個數是12．
（6）α型QW的晶胞是立方體，其摩爾質量是Mg/mol，該晶體晶胞邊長為a cm，該晶體的密度為ρg/cm³，請列式表示出一個晶胞中含有的離子總數為2$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}}{M}$（阿伏加德羅常數用N_A表示）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、Q五種前30號元素，原子序數依次增大，X、Y、Z、W均為非金屬元素，元素W與元素Z同主族，則W位于第三周期、Z位于第二周期，W能形成二價陰離子，則W是S元素、Z是O元素；
X的最外層有兩個未成對電子，且原子序數小于Z，則X是C元素、Y是O元素；
Q的基態原子中有5個未成對電子且Q的次外層電子數等于Y和W^2-最外層電子數之和，則Q是Mn元素，
（1）元素的非金屬性越強，其電負性越大；Y是N元素、Z是氧元素，原子軌道中電子處于半滿、全滿或全空時最穩定；
（2）CS₂為直線型分子，每個S原子和C原子形成兩個共用電子對；
根據價層電子對互斥理論判斷Y₃^-的立體構型；
（3）Q是Mn元素，其3d、4s能級上電子為其價電子；該元素位于d區；
（4）S與O組成最高價分子是SO₃，該分子中S原子價層電子對個數是3且不含孤電子對；
（5）α型MnS的晶胞中陰陽離子的配位數均為6，其晶胞結構和氯化鈉相似，則與Q離子距離最近且距離相等的Q離子個數=3×8×$\frac{1}{2}$；
（6）α型MnS的晶胞是立方體，該物質一個晶胞中陰離子總數=$\frac{ρV{N}_{A}}{M}$，陰陽離子個數相等，離子總數是陰離子的2倍．

解答 解：X、Y、Z、W、Q五種前30號元素，原子序數依次增大，X、Y、Z、W均為非金屬元素，元素W與元素Z同主族，則W位于第三周期、Z位于第二周期，W能形成二價陰離子，則W是S元素、Z是O元素；
X的最外層有兩個未成對電子，且原子序數小于Z，則X是C元素、Y是O元素；
Q的基態原子中有5個未成對電子且Q的次外層電子數等于Y和W^2-最外層電子數之和，則Q是Mn元素，
（1）元素的非金屬性越強，其電負性越大，這幾種元素非金屬性最強的是O元素，則電負性最大的是O元素；Y是N元素、Z是氧元素，原子軌道中電子處于半滿、全滿或全空時最穩定，N原子電子處于半滿狀態，所以N元素第一電離能大于O元素，
故答案為：O；N原子3p軌道半充滿，相對穩定；
（2）CS₂為直線型分子，每個S原子和C原子形成兩個共用電子對，電子式為；
N₃^-中中心N原子價層電子對個數是2，且不含孤電子對，所以為直線形結構，
故答案為：；直線形；
（3）Q是Mn元素，其3d、4s能級上電子為其價電子，價電子排布式為3d⁵4s²；該元素位于d區，
故答案為：3d⁵4s²；d；
（4）S與O組成最高價分子是SO₃，該分子中S原子價層電子對個數是3且不含孤電子對，為sp²雜化，
故答案為：sp²；
（5）α型MnS的晶胞中陰陽離子的配位數均為6，其晶胞結構和氯化鈉相似，則與Q離子距離最近且距離相等的Q離子個數=3×8×$\frac{1}{2}$=12，故答案為：12；
（6）α型MnS的晶胞是立方體，該物質一個晶胞中陰離子總數=$\frac{ρV{N}_{A}}{M}$=$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}}{M}$，陰陽離子個數相等，離子總數是陰離子的2倍，所以離子總數為2$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}}{M}$，
故答案為：2$\frac{ρ{a}^{3}{N}_{A}}{M}$．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，把握均攤法、價層電子對互斥理論、原子核外電子排布等知識點即可解答，難點是（6）題晶胞計算，知道該晶胞中陰陽離子個數體系，題目難度中等．