Question

X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大．XY₂是红棕色气体；X与氢元素可形成XH₃；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R²⁺的3d轨道中有9个电子．
请回答下列问题：
（1）Y基态原子的电子排布式是

 

；X基态原子的电子排布图是

 

Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是

 

（写出元素名称）．R原子结构示意图为

 

．
 （2）XY

- 2

的立体构型是

 

；R²⁺的水合离子中，提供孤电子对的原子是

 

（写出元素符号）．
（3）Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是

 

．
（4）将R单质的粉末加入XH₃的浓溶液中，通入Y₂，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：XY₂是红棕色气体，可知X、Y分别为N元素和O元素；Z基态原子M层与K层电子数相等，则Z为Mg元素；R²⁺的3d轨道中有9个电子，则R为Cu元素；据此回答；
（1）Y为O元素，原子序数为8，根据能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则，写出核外电子排布式；根据N原子核外电子排布规律写出核外电子排布图；根据第一电离能的递变规律判断；根据Cu原子序数，写出核外电子排布式，判断每层电子数，写出原子结构示意图；
（2）根据价电子数判断；根据其水合离子的配位体判断；
（3）利用均摊法计算；
（4）根据反应物和生成物写出离子方程式．

解答： 解：（1）Y为O元素，原子序数为8，根据能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则，写出核外电子排布式为：1s²2s²2p⁴；N核外电子排布图为：；Z所在周期为第三周期，第一电离能同周期从左到右，呈增大趋势，即第一电离能最大的主族元素为：氯元素；Cu原子序数为29，其核外电子排布式为：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰4S¹，即电子结构示意图为：；
故答案为：1s²2s²2p²，；氯；；
（2）NO₂^-价电子数为

5+1

2

=3，形成三条杂化轨道，其中两条与O原子形成共价键，一对孤对电子占据杂化轨道，则该离子的空间构型为：V形；Cu²⁺的水合离子，水分子中的O原子提供孤对电子，故答案为：V形，O；
（3）根据图可知，阴离子位于面心和体心，数目为：2+4×

1

2

=4，阳离子位于顶点和体心，数目为1+8×

1

8

=2，阴阳离子数目之比为：2：1，故答案为：2：1；
（4）该反应的反应物为Cu单质、NH₃和O₂，形成[Cu（NH₃）₄]²⁺，离子方程式为：2Cu+8NH₃?H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O，故答案为：2Cu+8NH₃?H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O．

点评：本题考查化学方程式的书写、电子排布式、分子空间构型以及有关晶体的计算，但解题具有较强的方法性和规律性，学习中注意总结如何书写电子排布式，如何判断分子空间构型以及有关晶体计算等方法．