Question

X、Y、Z、L四種元素分別位于周期表中三個緊相鄰的周期且原子序數依次增大，它們相關信息如下：
X元素原子的價電子構型為nSⁿnP²ⁿ
Y 和Z位于同一周期，最外層都有兩個未成對電子
L元素原子的基態(tài)未成對電子數是同周期最多的元素
請回答如下問題：
（1）L元素在周期表中的位置是

 

，該原子核外電子排布式是

 

，其最高正價氧化物對應的水氧化物的化學式是

 

（2）元素X與Y形成的化合物晶體類型是晶體

 

，1mol該化合物含有的化學鍵數為

 

（用阿伏加德羅常數N_A 表示）
（3）元素M是周期表中電負性最強的元素，X與M形成的化合物XM₂的分子幾何構型是

 

，該化合物中X的原子的雜化軌道類型是

 

（4）X與碳、氫、三種元素形成的相對分子質量最小的分子里有個

 

δ鍵，

 

個π鍵
（5）金屬元素N與Z形成的離子化合物的晶胞結構如圖，晶胞中Z離子數目為

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用,判斷簡單分子或離子的構型,晶胞的計算

專題：

分析：X、Y、Z、L四種元素分別位于周期表中三個緊相鄰的周期且原子序數依次增大，X元素原子的價電子構型為nSⁿnP²ⁿ，由于S能級只能容納2個電子，且P能級容納電子，則n=2，可推知X為O元素；Y 和Z位于同一周期，只能處于第三周期，最外層都有兩個未成對電子，價電子構型為3S²3P²、3S²3P⁴，則Y為Si，Z為S元素；L處于第四周期，L元素原子的基態(tài)未成對電子數是同周期最多的元素，則價電子構型為3d⁵4s¹，故L為Cr元素．
（1）L為Cr元素，其最高正價為+6；
（2）元素X與Y形成的化合物為SiO₂，屬于原子晶體，晶體中每個Si原子與周圍4個O原子形成4個Si-O鍵；
（3）元素M是周期表中電負性最強的元素，則M為F元素，O元素與氟元素形成的化合物OF₂，計算O原子價層電子對數、孤電子對數，進而確定雜化方式與空間構型；
（4）氧與碳、氫、三種元素形成的相對分子質量最小的分子為HCHO，含有2個C-H鍵、1個C=O雙鍵，單鍵為δ鍵，雙鍵有1個δ鍵、1個π鍵；
（5）由晶胞結構可知，Z離子位于晶胞的體心、頂點、面心、棱上，利用均攤法計算Z離子數目．

解答： 解：X、Y、Z、L四種元素分別位于周期表中三個緊相鄰的周期且原子序數依次增大，X元素原子的價電子構型為nSⁿnP²ⁿ，由于S能級只能容納2個電子，且P能級容納電子，則n=2，可推知X為O元素；Y 和Z位于同一周期，只能處于第三周期，最外層都有兩個未成對電子，價電子構型為3S²3P²、3S²3P⁴，則Y為Si，Z為S元素；L處于第四周期，L元素原子的基態(tài)未成對電子數是同周期最多的元素，則價電子構型為3d⁵4s¹，故L為Cr元素，
（1）L為Cr元素，元素在周期表中的位置是第四周期ⅥB族，該原子核外電子排布式是：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，其最高正價為+6，最高價氧化物對應的水氧化物的化學式是H₂CrO₄、H₂Cr₂O₇，
故答案為：第四周期ⅥB族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；H₂CrO₄、H₂Cr₂O₇；
（2）元素X與Y形成的化合物為SiO₂，屬于原子晶體，晶體中每個Si原子與周圍4個O原子形成4個Si-O鍵，則1mol該化合物含有的化學鍵數為4N_A，
故答案為：原子晶體；4N_A；
（3）元素M是周期表中電負性最強的元素，則M為F元素，O元素與氟元素形成的化合物OF₂中O原子孤電子對數為

6-1×2

2

=2、價層電子對數為2+2=4，故O原子采取sp³雜化，為V型結構，
故答案為：V型；sp³；
（4）氧與碳、氫、三種元素形成的相對分子質量最小的分子為HCHO，含有2個C-H鍵、1個C=O雙鍵，故分子有個3個δ鍵，1個π鍵，故答案為：3；1；
（5）由晶胞結構可知，Z離子位于晶胞的體心、頂點、面心、棱上，則晶胞中Z離子數目為1+8×

1

8

+2×

1

2

+4×

1

4

=4，故答案為：4．

點評：本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、晶胞結構與計算、分子結構、化學鍵等，（1）中化學式書寫為易錯點、難點，中學教材基本不涉及，題目難度較大．