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12.X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素,已知:①X元素原子价电子排布式为ns2np3,且原子半径是同族元素中最小的.②Y元素是地壳中含量最多的元素;W元素的电负性略小于Y元素,在W原子的电子排布中,p轨道上只有一个未成对电子.③Z元素的电离能数据如表(kJ/mol):
I1I2I3I4
496456269129540
请回答:
(1)Z2Y2的电子式为,含有的化学键类型为离子键、非极性键,Z2Y2为离子晶体、
(2)Z2Y2遇水发生强烈水解产生一种气体A,溶液呈碱性,则A的结构式为,其分子空间构型为直线型.
(3)X、Y、Z、W四种元素所形成的单质中,硬度最大的是金刚石(填物质的名称);晶体ZW的熔点比晶体XW4明显高的原因是NaCl为离子晶体而CCl4为分子晶体;XW4中X原子的杂化轨道类型为sp3
(4)ZW晶体的结构示意图如图所示.设该晶体的摩尔质量为M g/mol,晶体的密度为ρ g/cm3.阿伏伽德罗常数为NA,则晶体中两个最近的Z离子中心间的距离=$\frac{\sqrt{2}}{2}$$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$.

分析 X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素,
①X元素原子价电子排布式为ns2np3,且原子半径是同族元素中最小的,则为N;
②Y元素是地壳中含量最多的元素,则Y为O;W元素的电负性略小于Y元素,在W原子的电子排布中,p轨道上只有一个未成对电子,则W为Cl,
③Z元素的电离能数据可知,Z最外层有1个电子,原子序数比O的大,则为Na,然后结合元素及化合物知识及化学用语来解答.

解答 解:X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素,
①X元素原子价电子排布式为ns2np3,且原子半径是同族元素中最小的,则为N;
②Y元素是地壳中含量最多的元素,则Y为O;W元素的电负性略小于Y元素,在W原子的电子排布中,p轨道上只有一个未成对电子,则W为Cl,
③Z元素的电离能数据可知,Z最外层有1个电子,原子序数比O的大,则为Na,
(1)Z2Y2的电子式为,过氧根离子中氧原子和原子间以非极性键结合,钠离子与过氧根离子间以离子键结合,过氧化钠属于离子化合物,
故答案为:;离子键、非极性键;离子;
(2)Z2Y2与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,基态O2分子中并不存在双键,氧分子里形成了两个三电子键.两个氧原子进行sp轨道杂化,一个单电子填充进sp杂化轨道,成σ键,另一个单电子填充进p轨道,成π键.所以氧气结构式为,分子构型为直线型,
故答案为:; 直线型;
(3)X、Y、Z、W四种元素所形成的单质中,只有C形成的金刚石为原子晶体,其硬度最大、熔点最高.NaCl为离子晶体而CCl4为分子晶体,一般情况下离子晶体的熔点大于分子晶体的.CCl4中C原子电子对数为$\frac{4+1×4}{2}$=4,孤电子对数为0,故杂化方式为sp3
故答案为:金刚石;NaCl为离子晶体而CCl4为分子晶体;sp3
(4)根据NaCl晶体的结构示意图可知,每个晶胞中含有钠离子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}=4$=4,氯离子数为12×$\frac{1}{4}$+1=4,根据ρ=$\frac{m}{V}$可知,V=$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{ρ}$=$\frac{4M}{ρ{N}_{A}}$,所以晶胞的边长为$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$,晶胞的面对角线为$\sqrt{2}$$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$,根据晶胞结构可知,NaCl晶体中两个最近的钠离子中心间的距离d应为晶胞面对角线的一半,所以d=$\frac{\sqrt{2}}{2}$$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$,

故答案为:$\frac{\sqrt{2}}{2}$$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$.

点评 本题考查物质结构及其性质,推断元素是解答本题关键,注意利用价层电子对互斥理论分析分子空间构型,综合性较强,题目难度不大.

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