Question

X、Y、Z、R為前四周期元素，且原子序數依次增大．XY₂是紅棕色氣體；X與氫元素可形成XH₃；Z基態(tài)原子的M層與K層電子數相等；R²⁺的3d軌道中有9個電子．
請回答下列問題：
（1）Y基態(tài)原子的電子排布式是

 

；X基態(tài)原子的電子排布圖是

 

Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是

 

（寫出元素名稱）．R原子結構示意圖為

 

．
 （2）XY

- 2

的立體構型是

 

；R²⁺的水合離子中，提供孤電子對的原子是

 

（寫出元素符號）．
（3）Z與某元素形成的化合物的晶胞如圖所示，晶胞中陰離子與陽離子的個數比是

 

．
（4）將R單質的粉末加入XH₃的濃溶液中，通入Y₂，充分反應后溶液呈深藍色，該反應的離子方程式是

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用

專題：原子組成與結構專題,化學鍵與晶體結構

分析：XY₂是紅棕色氣體，可知X、Y分別為N元素和O元素；Z基態(tài)原子M層與K層電子數相等，則Z為Mg元素；R²⁺的3d軌道中有9個電子，則R為Cu元素；據此回答；
（1）Y為O元素，原子序數為8，根據能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則，寫出核外電子排布式；根據N原子核外電子排布規(guī)律寫出核外電子排布圖；根據第一電離能的遞變規(guī)律判斷；根據Cu原子序數，寫出核外電子排布式，判斷每層電子數，寫出原子結構示意圖；
（2）根據價電子數判斷；根據其水合離子的配位體判斷；
（3）利用均攤法計算；
（4）根據反應物和生成物寫出離子方程式．

解答： 解：（1）Y為O元素，原子序數為8，根據能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則，寫出核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴；N核外電子排布圖為：；Z所在周期為第三周期，第一電離能同周期從左到右，呈增大趨勢，即第一電離能最大的主族元素為：氯元素；Cu原子序數為29，其核外電子排布式為：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰4S¹，即電子結構示意圖為：；
故答案為：1s²2s²2p²，；氯；；
（2）NO₂^-價電子數為

5+1

2

=3，形成三條雜化軌道，其中兩條與O原子形成共價鍵，一對孤對電子占據雜化軌道，則該離子的空間構型為：V形；Cu²⁺的水合離子，水分子中的O原子提供孤對電子，故答案為：V形，O；
（3）根據圖可知，陰離子位于面心和體心，數目為：2+4×

1

2

=4，陽離子位于頂點和體心，數目為1+8×

1

8

=2，陰陽離子數目之比為：2：1，故答案為：2：1；
（4）該反應的反應物為Cu單質、NH₃和O₂，形成[Cu（NH₃）₄]²⁺，離子方程式為：2Cu+8NH₃?H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O，故答案為：2Cu+8NH₃?H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O．

點評：本題考查化學方程式的書寫、電子排布式、分子空間構型以及有關晶體的計算，但解題具有較強的方法性和規(guī)律性，學習中注意總結如何書寫電子排布式，如何判斷分子空間構型以及有關晶體計算等方法．