Question

X、Y、W、M、N五种元素分别位于周期表中三个紧邻的周期，且原子序数依次增大，其相关信息如下表：

元素	相关信息
X	X原子的价电子构型为nsnnpn-1
Y	Y的电负性在元素周期表中最强
W	W的单质是人们将太阳能转换为电能的常用材料
M	M原子的最外层有两个运动状态不同的电子
N	N元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子

（1）N元素的基态原子的核外电子排布式为

 

，与N同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与N原子相同的元素有

 

（填元素符号）．
（2）XY₃分子的空间构型为

 

，中心原子X的杂化类型为

 

．
（3）如图Ⅰ是金属M和N所形成的某种合金的晶胞结构示意图：，则该合金中M和N的原子个数比为

 

．
（4）单质W的晶体类型为

 

，1mol W晶体中含有W-W键的数目为

 

（设N_A为阿伏加德罗常数的值）．
（5）M与Y形成的化合物的晶体的化学式为

 

；其晶胞如图Ⅱ所示，其中M离子的配位数是

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,判断简单分子或离子的构型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：

分析：X、Y、W、M、N五种元素分别位于周期表中三个紧邻的周期，且原子序数依次增大，X原子的价电子构型为nsⁿnp^n-1可知n=2，故X为B元素，Y的电负性在元素周期表中最强，可推知Y为F元素，W的单质是人们将太阳能转换为电能的常用材料，可推知W为Si元素，M原子的最外层有两个运动状态不同的电子，M只能位于第四周期ⅡA，为Ca元素，N元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，N为Cu元素，据此解答．

解答： 解：X、Y、W、M、N五种元素分别位于周期表中三个紧邻的周期，且原子序数依次增大，X原子的价电子构型为nsⁿnp^n-1可知n=2，故X为B元素，Y的电负性在元素周期表中最强，可推知Y为F元素，W的单质是人们将太阳能转换为电能的常用材料，可推知W为Si元素，M原子的最外层有两个运动状态不同的电子，M只能位于第四周期ⅡA，为Ca元素，N元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，N为Cu元素，
（1）N为元素Cu，29号元素，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹（或[Ar]3d¹⁰4s¹）；Cu的价电子为3d¹⁰4s¹，同周期中K的价电子为4s¹，Cr的价电子为3d⁵4s¹，则与Cu同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与Cr原子相同的元素有K、Cr；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹（或[Ar]3d¹⁰4s¹）；K、Cr；
（2）X为B元素，Y为F元素，BF₃中中心原子B价层电子对个数=3+

1

2

（3-3×1）=3，且不含孤电子对，所以空间构型是平面三角形，中心原子是以sp²杂化；
故答案为：平面三角形；sp²杂化；
（3）利用均摊法计算可知，晶胞中Ca位于定点，N（Ca）=8×

1

8

=1，Cu位于面心和体心，共有N（Cu）=8×

1

2

+1=5，则该合金中Ca和Cu的原子个数比为1：5，根据晶胞结构可知，晶胞中与Ca距离最近的Ca原子分布在晶胞上与之相邻的顶点上，这样的Ca原子有6个；
故答案为：1：5；
（4）单质Si的晶体类型为原子晶体，1个Si原子形成4个共价键，每个共价键被2个Si原子共用，则1molSi中含有2N_ASi-Si键；
故答案为：原子晶体；2N_A；
（5）钙离子位于晶胞顶点和面心，一个晶胞中钙离子数=8×

1

8

+6×

1

2

=4，氟离子位于晶胞体内，一个晶胞中有8个氟离子，故形成化合物的晶体的化学式为CaF₂，CaF₂晶体中与钙离子距离最近的氟离子有8个，所以其配位数为8．
故答案为：CaF₂；8．

点评：本题考查位置、结构、性质的应用，题目综合性较强，涉及知识点较多，注重元素周期表、周期律与原子结构知识的结合来考查学生，题目难度中等．