Question

8．Q、R、T、W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，其中R、T、W是同周期相鄰元素，Q、R最外層電子排布可表示為as^a，bs^bbp^a（a≠b）：X的基態(tài)原子中占據(jù)啞鈴形原子軌道的電子數(shù)為10，Y與X為同周期主族元素，基態(tài)Z原子核外電子填充在7個(gè)能級(jí)中，且價(jià)層電子有3對(duì)成對(duì)電子．

（1）四種分子①RY₃②TQ₄③WQ₃④Q₂X鍵角由大到小排列的順序是①＞②＞③＞④（填序號(hào)）．
（2）微粒W₃^-的空間構(gòu)型為直線形．
（3）XTW^-的等電子體中屬于分子的有CS₂或CO₂（填化學(xué)式，寫出一種即可），XTW^-的電子式為；
（4）R的某種鈉鹽晶體，其陰離子M^m-（含Q、R、O三種元素）的球棍模型如圖1所示：在M^m-中，R原子軌道雜化類型為SP²、SP³，m=2．（填數(shù)字）
（5）T的某種單質(zhì)的片層與層狀結(jié)構(gòu)如圖2所示．其中層間距離為xpm，結(jié)構(gòu)中取出的晶胞，若如圖3晶胞的邊長(zhǎng)為ypm，則W的該種單質(zhì)的密度為$\frac{16\sqrt{3}}{3x{y}^{2}{N}_{A}}×1{0}^{30}$g•cm^-3．（1pm=10^-12m）

Answer 1

分析 Q、R、T、W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，R、T、W是同周期相鄰元素，Q、R最外層電子排布可表示為as^a，bs^bbp^a（a≠b），可知b=2，a=1，則Q為H元素，R為B元素，R、T、W是同周期相鄰元素，則T為C元素，W為N元素，X的基態(tài)原子中占據(jù)啞鈴形原子軌道的電子數(shù)為10，即p軌道含有10個(gè)電子，核外電子排布為
1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，應(yīng)為S元素，Y與X為同周期主族元素，則Y為Cl元素，基態(tài)Z原子核外電子填充在7個(gè)能級(jí)中，且價(jià)層電子有3對(duì)成對(duì)電子，即電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，則G為Co元素，以此解答該題．

解答 解：Q、R、T、W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，R、T、W是同周期相鄰元素，Q、R最外層電子排布可表示為as^a，bs^bbp^a（a≠b），可知b=2，a=1，則Q為H元素，R為B元素，R、T、W是同周期相鄰元素，則T為C元素，W為N元素，X的基態(tài)原子中占據(jù)啞鈴形原子軌道的電子數(shù)為10，即p軌道含有10個(gè)電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，應(yīng)為S元素，Y與X為同周期主族元素，則Y為Cl元素，基態(tài)Z原子核外電子填充在7個(gè)能級(jí)中，且價(jià)層電子有3對(duì)成對(duì)電子，即電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，則G為Co元素，
（1）四種分子①RY₃②TQ₄③WQ₃④Q₂X分別為BCl₃、CH₄、NH₃、H₂S，
①BCl₃ 中心原子的價(jià)電子都用來(lái)形成共價(jià)鍵，所以價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，為平面三角形，鍵角為120°；
②CH₄為正四面體，鍵角為109°28′；
③NH₃ 為三角錐形，鍵角為107°；
④H₂S為V形，鍵角為105°；
鍵角由大到小排列的順序是①＞②＞③＞④，
故答案為：①＞②＞③＞④；
（2）N₃^-與N₂O為等電子體，為直線形，故答案為：直線形；
（3）原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的微�；�為等電子體，與SCN^-互為等電子體的分子為CS₂或CO₂，SCN^-中各原子的連接順序?yàn)镾-C-N，S與C形成一對(duì)共用電子對(duì)，C與N形成三對(duì)共用電子對(duì)，SCN^-得到的一個(gè)電子給了S，故SCN^-的電子式；
故答案為：CS₂或CO₂；；
（4）H原子成1個(gè)鍵，O原子成2個(gè)鍵，B原子一般是形成3個(gè)鍵，B形成4個(gè)鍵，其中1個(gè)鍵很可能就是配位鍵，則成3個(gè)鍵的B原子為SP²雜化，成4個(gè)鍵的B為SP³雜化；
觀察模型，可知A^m-是（H₄B₄O₉）^m-，依據(jù)化合價(jià)H為+1，B為+3，O為-2，可得m=2，
故答案為：SP²、SP³；2；
（5）根據(jù)均攤法，晶胞中C原子數(shù)目=1+8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$+2×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質(zhì)量為$\frac{4×12}{{N}_{A}}$g，C-C鍵長(zhǎng)為10^-10y cm，則上、下底面為菱形，上底面棱長(zhǎng)為10^-10y  cm×$\frac{\sqrt{3}}{2}$×2=$\sqrt{3}$y×10^-10  cm，石墨的層間距為10^-10x cm，則晶胞高為2x×10^-10  cm，則晶胞密度為$\frac{4×12}{{N}_{A}}$g÷{[2×$\frac{1}{2}$×$\sqrt{3}$×y10^-10×$\sqrt{3}$y×10^-10×sin60°cm]×2x×10^-10  cm}=$\frac{16\sqrt{3}}{3x{y}^{2}{N}_{A}}×1{0}^{30}$g．cm^-3，
故答案為：$\frac{16\sqrt{3}}{3x{y}^{2}{N}_{A}}×1{0}^{30}$．

點(diǎn)評(píng) 本題比較綜合，涉及元素推斷、核外電子排布、化學(xué)鍵、晶胞計(jì)算等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析和計(jì)算能力的考查，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握，難度中等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與分析解決問(wèn)題能力．