Question

4．已知元素X、Y、Z、W、Q均為短周期元素，原子序數(shù)依次增大．X基態(tài)原子的核外電子分布在3個(gè)能級(jí)，且各能級(jí)電子數(shù)相等，Z是地殼中含量最多的元素，W是電負(fù)性最大的元素，元素Q的核電荷數(shù)等于Y、W原子的最外層電子數(shù)之和．另有R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，外圍電子層有2個(gè)未成對(duì)電子，請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）微粒XZ₃^2-的中心原子雜化類型為sp²雜化，化合物YW₃的空間構(gòu)型為三角錐形；
（2）R基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（3）一種新型導(dǎo)體晶體的晶胞如右圖所示，則該晶體的化學(xué)式為MgNi₃C，其中一個(gè)Q原子緊鄰12R原子；
（4）R的氫氧化物能溶于含XY^-離子的溶液生成一種配離子[R（XY）₄]^2-，該反應(yīng)的離子方程式是Ni（OH）₂+4CN^-=[Ni（CN）₄]^2-+2OH^-，弱酸HXY分子中存在的σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為1：1．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、Q均為短周期元素，原子序數(shù)依次增大．X基態(tài)原子的核外電子分布在3個(gè)能級(jí)，且各能級(jí)電子數(shù)相等，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為C元素；Z是地殼中含量最多的元素，則Z為O元素；Y原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Y為N元素；W是電負(fù)性最大的元素，故W為F元素；元素Q的核電荷數(shù)等于Y、W原子的最外層電子數(shù)之和，則Q的核電荷數(shù)=5+7=12，則Q為Mg；R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，外圍電子層有2個(gè)未成對(duì)電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故R為Ni，據(jù)此解答．

解答 解：X、Y、Z、W、Q均為短周期元素，原子序數(shù)依次增大．X基態(tài)原子的核外電子分布在3個(gè)能級(jí)，且各能級(jí)電子數(shù)相等，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為C元素；Z是地殼中含量最多的元素，則Z為O元素；Y原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Y為N元素；W是電負(fù)性最大的元素，故W為F元素；元素Q的核電荷數(shù)等于Y、W原子的最外層電子數(shù)之和，則Q的核電荷數(shù)=5+7=12，則Q為Mg；R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，外圍電子層有2個(gè)未成對(duì)電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故R為Ni．
（1）微粒CO₃^2-的中心C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+$\frac{4+2-2×3}{2}$=3，故C原子采取sp²雜化，化合物NF₃的空間構(gòu)型與氨氣類似，為三角錐形，
故答案為：sp²雜化；三角錐形；
（2）R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，外圍電子層有2個(gè)未成對(duì)電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（3）Mg位于晶胞頂點(diǎn)，晶胞中Mg原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，Ni原子位于面心，Ni原子數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$=3，C原子位于體心，原子數(shù)目為1，則該晶體的化學(xué)式為MgNi₃C，與Q最近的R原子位于面心，每個(gè)頂點(diǎn)Q原子為12個(gè)面共用，故與一個(gè)Q原子緊鄰R原子有12個(gè)，
故答案為：MgNi₃C；12；
（4）Ni的氫氧化物能溶于含CN^-離子的溶液生成一種配離子為[Ni（CN）₄]^2-，該反應(yīng)的離子方程式是：Ni（OH）₂+4CN^-=[Ni（CN）₄]^2-+2OH^-，弱酸HCN分子結(jié)構(gòu)式為H-C≡N，單鍵為σ鍵，三鍵含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，故分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為2：2=1：1，
故答案為：Ni（OH）₂+4CN^-=[Ni（CN）₄]^2-+2OH^-；1：1．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及雜化軌道、分子構(gòu)型、核外電子排布、晶胞計(jì)算、配合物、化學(xué)鍵等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．