Question

【题目】X、Y、Z、R为前四周期原子序数依次增大的元素。X原子有3个能级，且每个能级上的电子数相等；Z原子的不成对电子数在同周期中最多,且Z的气态氢化物在同主族元素的氢化物中沸点最低；X、Y、R三元素在周期表中同族。

（1）R元素在周期表中的位置是_______________________，其基态原子的价层电子排布图为__________________________。

（2）下图表示X、Y、Z的四级电离能变化趋势，其中表示Z的曲线是_________（填标号）。

（3）化合物（XH2＝X＝O）分子中X原子杂化轨道类型是___________，1mol (X2H5O)3Z＝O分子中含有的σ键与π键的数目比为_______________。

（4）Z与氯气反应可生成一种各原子均满足8电子稳定结构的化合物，其分子的空间构型为______。

（5）某R的氧化物晶胞结构如下图所示，该物质的化学式为____________。已知该晶体密度为ρg/cm3，距离最近的两个原子的距离为d pm,则R的相对原子质量为___________________。 (阿伏加德罗常数为NA)

（6）X形成的一种常见单质，性质硬而脆，原因是____________________。

Answer 1

【答案】 第四周期，ⅣA族 b sp、sp2 25:1 三角锥形 GeO ()3×ρ××NA-16 碳碳键键能大，故硬；但共价键有方向性，受大的外力时，会发生原子错位而断裂，故脆

【解析】X原子有3个能级，且每个能级上的电子数相等，电子排布式为1s22s22p2，推出X为C，因为X、Y、R三元素在周期表同族，因此Y为Si，R为Ge，原子序数依次增大，Z原子的不成对电子数在同周期中最多,且Z的气态氢化物在同主族元素的氢化物中沸点最低，因此Z为P，（1）Ge位于第四周期第IVA族，因为是主族元素，因此价电子是最外层电子，；（2）本题考查电离能的规律，同主族从上到下第一电离能减小，P元素3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素，故Si的第一电离能最小，P原子第四电离能为失去4s2能中的1个电子，为全满稳定状态，与第三电离能相差较大，因此b曲线为P；（3）本题考查杂化类型、化学键的判断，CH2=C=O中“CH2=”中的碳原子有3个σ键，无孤电子对，因此杂化类型为sp2，“C=O”中的C有2个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp；成键电子对之间只能形成一个σ键，双键中有一个π键，因此σ键和π键的数目比值为25：1；（4）本题考查空间构型，P和氯气反应生成PCl3和PCl5，均满足8电子结构的是PCl3，中心原子是P，有3个σ键，孤电子对数为(5－3)/2=1，因此空间构型为三角锥形；（5）本题考查晶胞的结构，氧原子位于顶点和面心，个数为8×1/8＋6×1/2=4，Ge全部位于晶胞内部，因此化学式为GeO，晶胞的质量为4×(M＋16)/NAg，距离最近的两个原子是体对角线的1/4，因此体对角线为4d，则边长为pm，晶胞的体积为（×10－10）3，根据晶胞的密度，求出M，则M=()3×ρ××NA-16；（6）碳碳键键能大，故硬；但共价键有方向性，受大的外力时，会发生原子错位而断裂，故脆。