Question

3．X、Y、Z、R为短周期元素且原子序数依次增大．X、R原子核外电子层数等于其最外层电子数，且原子半径X＜Y，Y元素的基态原子中电子分布在3个不同的能级，且每个能级中的电子总数相同；Z 的两种同素异形体都存在于大气中，对生命起着重要作用．另有M元素位于周期表的第4周期第6列．请回答下列问题：
（1）上述5种元素中，电负性最大的是（填名称）氧，X₃Z⁺的VSEPR模型名称是正四面体．
（2）M基态原子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹．
（3）R的单质为面心立方最密堆积（见图），则一个晶胞中R原子数为4，R的配位数是12．
（4）已知：M₂Z₃与R₂Z₃结构和性质相似，则M₂Z₃溶于强碱时发生反应的离子方程式是Cr₂O₃+2OH^-=2CrO₂^-+H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R均为短周期元素且原子序数依次增大．Y元素的基态原子中电子分布在3个不同的能级，且每个能级中的电子总数相同，原子核外电子排布为1s²2s²2p²，故Y为C元素；Z 的两种同素异形体都存在于大气中，对生命起着重要作用，则Z为O元素；X、R原子核外电子层数等于其最外层电子数，符合条件的元素有H、Be、Al，原子半径X＜Y（C），故X为H元素，R的原子序数大于氧，故R为Al；M元素位于周期表的第4周期第6列，则M为Cr，据此解答．

解答 解：X、Y、Z、R均为短周期元素且原子序数依次增大．Y元素的基态原子中电子分布在3个不同的能级，且每个能级中的电子总数相同，原子核外电子排布为1s²2s²2p²，故Y为C元素；Z 的两种同素异形体都存在于大气中，对生命起着重要作用，则Z为O元素；X、R原子核外电子层数等于其最外层电子数，符合条件的元素有H、Be、Al，原子半径X＜Y（C），故X为H元素，R的原子序数大于氧，故R为Al；M元素位于周期表的第4周期第6列，则M为Cr．
（1）上述5种元素中，O元素非金属性最强，故氧元素电负性最大，H₃O⁺离子中O原子价层电子对数为3+$\frac{6-1-1×3}{2}$=4，其VSEPR模型为正四面体，
故答案为：氧；正四面体；
（2）M元素位于周期表的第4周期第6列，为Cr元素，基态原子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；
（3）R的单质为面心立方最密堆积，则一个晶胞中R原子数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，以顶点原子研究，与之最近的原子处于面心，每个顶点R原子为12个面共用，故R的配位数是12，
故答案为：4；12；
（4）Cr₂O₃与Al₂O₃结构和性质相似，则Cr₂O₃溶于强碱时发生反应的离子方程式是：Cr₂O₃+2OH^-=2CrO₂^-+H₂O，故答案为：Cr₂O₃+2OH^-=2CrO₂^-+H₂O．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及位置结构性质关系、价层电子对数互斥理论、核外电子排布、晶胞计算等，推断元素是解题关键，注意对基础知识的理解掌握．