Question

1．原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素之一，Y的基态原子最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z的基态原子2p轨道上有3个未成对电子，W的原子序数为29．
回答下列问题：
（1）上述元素能形成原子晶体单质的是C（填元素符号，下同），能形成金属晶体的是Cu．
（2）元素Y、Z组成的晶体具有空间网状结构，其化学式为C₃N₄，其硬度比晶体硅大（填“大”或“小”）．
（3）一种由元素W与Au组成的合金晶体具有立方最密堆积结构．其晶胞中W原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中W原子与Au原子数目之比为3：1，该晶体中，原子之间的作用力是金属键．该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由W原子与Au原子构成的四面体空隙中．若将W原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF₂的结构相似（如图所示），该晶体储氢后的化学式为H_xAuyCu_z，x：y：z为H₈AuCu₃．

Answer 1

分析 Y的基态原子最外层电子数是其内层电子总数的2倍，最外层电子数为4，内层电子数为2，那么Y是C元素；
X是形成化合物种类最多的元素之一，那么X是H元素；
元素Z基态原子的2p轨道上有3个未成对电子，核外电子排布为1s²2s²2p³，则Z为N元素；
W的原子序数为29，那么W是Cu元素，
（1）C的单质易形成原子晶体，Cu为金属晶体；
（2）依据C元素和N元素在化合物中常见化合价判断即可；
（3）W的原子序数为29，则W是Cu元素，结合元素、物质的结构和性质分析解答．

解答 解：Y的基态原子最外层电子数是其内层电子总数的2倍，最外层电子数为4，内层电子数为2，那么Y是C元素；
X是形成化合物种类最多的元素之一，那么X是H元素；
元素Z基态原子的2p轨道上有3个未成对电子，核外电子排布为1s²2s²2p³，则Z为N元素；
W的原子序数为29，那么W是Cu元素，
（1）碳元素易形成原子晶体：金刚石，铜为金属晶体，故答案为：C；Cu；
（2）C元素在化合物中呈现+4价，N元素易形成-3价，故两者形成的化合物为：C₃N₄，由于C与N的半径比Si要小，故C-N键键能比Si-Si键能大，故硬度比晶体硅大，故答案为：C₃N₄；大；
（3）合金中原子之间存在金属键，Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，该晶胞中Cu原子个数=6×$\frac{1}{2}$=3，Au原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1，故Cu原子与Au原子数目之比为3：1，根据图知，黑色小球相当于H原子，为8个，所以晶体储氢后的化学式应为H₈AuCu₃，
故答案为：3：1；金属键；H₈AuCu₃．

点评 本题以元素的推断为载体，考查了晶体类型的判断、晶胞的计算等，难度中等，侧重对基础知识的巩固，注意对基础知识的理解掌握．