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2.图1为元素周期表的另一种画法--塔式周期表,上面标有部分族及部分元素.请根据周期表中所列的元素回答问题:

(1)第一电离能最小的元素为K(填元素符号).
(2)元素Y最高价氧化物的水化物,其中心原子杂  化方式为sp3
(3)属于过渡元素的有钪、铁(填元素名称),其中未成对电子数较少的原子,其价电子排布式为3d14s2
(4)KY和Y3熔点分别为776℃、306℃,其原因为KCl为离子晶体,FeCl3为分子晶体.
(5)原子簇是由几个到几百个原子组成的相对独立的物质结构单元,如铝原子簇Al13、Al14.已知原子簇价电子总数为2,8,20,34,40,58…时,原子簇可稳定存在.
①铝原子簇中铝原子之间的作用力为化学键(填“化学键”、“范德华力”或“氢键”).
②Al13的稳定化合价为-1.
③Al14与周期表中所列元素Mg(填元素符号)的性质相似,其原因为Al14价电子为42,原子簇要达到稳定结构即价电子40,需要失去2个电子.
(6)NaCl的晶胞结构如图2,若将晶胞面心和体心的原子除去,顶点的Na换为U,棱心的C1换为O,得到UOn晶胞结构.已知立方晶胞参数a=415.6pm,U的相对原子质量为238.
①n=3.
②晶体的密度为$\frac{238+16×3}{(415.6×1{0}^{-10})^{3}×6.02×1{0}^{23}}$ g•cm-3(列出计算式即可).

分析 (1)根据周期表中所列元素,同主族元素原子序数越大,第一电离能越小;
(2)元素Y为Cl,最高价氧化物的水化物为HClO4,根据VSEPR理论和杂化轨道理论判断中心原子的杂化方式;
(3)Z和W分别为Sc和Fe,为过渡元素,根据电子排布式分析未成对数目;
(4)KY和Y3熔点分别为776℃、306℃,差异较大,从晶体类型角度考虑;
(5)①原子簇是由几个到几百个原子组成的相对独立的物质结构单元,能稳定存在,据此判断铝原子簇中铝原子之间的作用力;
②根据原子簇的稳定的电子结构考虑;
③根据原子簇的稳定的电子数分析,考虑原子簇达到稳定结构需要的电子数;
(6)①立方晶胞中,面心粒子占$\frac{1}{2}$,顶点粒子占$\frac{1}{8}$,体心粒子为整个晶胞所有,棱上粒子占$\frac{1}{4}$,据此计算n的值;
②根据晶体密度公式ρ=$\frac{z{M}_{r}}{{N}_{A}V}$计算,其中z为一个晶胞的粒子数,Mr为一个粒子的相对质量,V为一个晶胞的体积.

解答 解:(1)根据周期表中所列元素,同主族元素原子序数越大,第一电离能越小,第一主族的元素在同周期元素中,第一电离能最小,则第一电离能最小的元素为K,
故答案为:K;
(2)元素Y为Cl,最高价氧化物的水化物为HClO4,根据VSEPR理论,对于ClO4-,中心Cl原子的配位原子数为BP=4,孤电子对数为LP=$\frac{7-2×4+1}{2}$=0,则价层电子对数为VP=BP+LP=4+0=4,根据杂化轨道理论,中心Cl原子为sp3杂化,
故答案为:sp3
(3)Z和W分别为Sc和Fe,为过渡元素,Sc的价电子排布式为3d14s2,未成对电子数为1,Fe的价电子排布式为3d64s2,未成对电子数为4,则未成对电子数较少的原子为Sc,其价电子排布式为3d14s2
故答案为:钪;铁;3d14s2
(4)KY和Y3熔点分别为776℃、306℃,差异较大,从晶体类型角度考虑,KCl为离子晶体,Cl3为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,
故答案为:KCl为离子晶体,FeCl3为分子晶体;
(5)①原子簇是由几个到几百个原子组成的相对独立的物质结构单元,能稳定存在,据此可判断铝原子簇中铝原子之间的作用力为化学键;
②Al13的价电子数目为13×3=39,原子簇达到稳定结构,价电子数目应为40,因此需要得到一个电子达到稳定状态,则Al13的化合价为-1;
③Al14的价电子数目为14×3=42,原子簇达到稳定结构,价电子数目应为40,因此需要失去两个电子达到稳定状态,这与该周期表中所列元素X,即Mg的性质相似,
故答案为:Mg;Al14价电子为42,原子簇要达到稳定结构即价电子40,需要失去2个电子;
(6)①立方晶胞中,面心粒子占$\frac{1}{2}$,顶点粒子占$\frac{1}{8}$,体心粒子为整个晶胞所有,棱上粒子占$\frac{1}{4}$,将NaCl晶胞中面心和体心的原子除去,顶点的Na换为U,棱心的C1换为O,得到UOn晶胞结构,则一个晶胞中U的个数为$8×\frac{1}{8}$=1,O的数目为$12×\frac{1}{4}$=3,则n的值为3,
故答案为:3;
②取1mol晶胞,则含有NA个晶胞,一个晶胞的体积为V0=a3=(415.6×10-10)cm3,1mol晶胞的质量为m=(238+16×3)g,则晶体的密度为ρ=$\frac{238+16×3}{(415.6×1{0}^{-10})×6.02×1{0}^{23}}$g/cm3
故答案为:$\frac{238+16×3}{(415.6×1{0}^{-10})^{3}×6.02×1{0}^{23}}$.

点评 本题考查物质结构综合知识,结合了塔式元素周期表考查,包含第一电离能,价层电子对互斥理论,杂化轨道理论,晶胞计算,晶体类型的判断,均为高频考点,试题有助于培养综合分析能力,需要有一定的基础,题目难度中等.

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