Question

6．元素X、Y、Z為前四周期元素，X的基態(tài)原子核外電子有21種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，元素Y的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，Z與X、Y不在同一周期，且Z原子核外p電子比s電子多5個(gè)．
（1）X基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d¹4s²．
（2）X是石油化工中重要的催化劑之一，如催化異丙苯（）裂化生成苯和丙烯．
①1mol苯分子中含有σ鍵的數(shù)目為12mol．
②異丙苯分子中碳原子軌道的雜化類型為sp²、sp³．
（3）與Y₃分子互為等電子體的陽離子為ClO₂⁺．
（4）XZ₃易溶于水，熔點(diǎn)為960℃，熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ�，�?jù)此可判斷XZ₃晶體屬于離子晶體（填晶體類型）．
（5）元素Ce與X同族，其與Y形成的化合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖，該化合物的化學(xué)式為CeO₂．

Answer 1

分析 元素X、Y、Z為前四周期元素，X的基態(tài)原子核外電子有21種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則X的原子序數(shù)為21，為Sc元素；元素Y的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，最外層最多容納8個(gè)電子，則Y含有2個(gè)電子層，最外層含有6個(gè)電子，為O元素；Z與X、Y不在同一周期，則Z位于第一或第三周期，且Z原子核外p電子比s電子多5個(gè)，則Z只能位于第三周期，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，為Cl元素，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：元素X、Y、Z為前四周期元素，X的基態(tài)原子核外電子有21種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則X的原子序數(shù)為21，為Sc元素；元素Y的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，最外層最多容納8個(gè)電子，則Y含有2個(gè)電子層，最外層含有6個(gè)電子，為O元素；Z與X、Y不在同一周期，則Z位于第一或第三周期，且Z原子核外p電子比s電子多5個(gè)，則Z只能位于第三周期，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，為Cl元素，
（1）X的原子序數(shù)為21，根據(jù)工作原理其核外電子排布式為：[Ar]3d¹4s²，
故答案為：[Ar]3d¹4s²；
（2）①苯分子中含有6個(gè)C-Cσ鍵和6個(gè)C-Hσ鍵，總共含有12個(gè)σ鍵，則1mol苯分子中含有12molσ鍵，
故答案為：12；
②分子中苯環(huán)上的碳為平面結(jié)構(gòu)，采用sp²雜化，而亞甲基和甲基上的碳采用sp³雜化，所以碳原子軌道的雜化類型是sp²、sp³，
故答案為：sp²、sp³；
（3）Y₃為O₃，O₃的電子數(shù)為24，含有3個(gè)原子，則與O₃分子互為等電子體的陽離子為ClO₂⁺，
故答案為：ClO₂⁺；
（4）XZ₃為ScCl₃，ScCl₃易溶于水，熔點(diǎn)為960℃，熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ�，說明熔融狀態(tài)下能夠電離出陰陽離子，則ScCl₃為離子化合物，屬于離子晶體，
故答案為：離子晶體；
（5）Y為O元素，根據(jù)圖示可知，該晶胞中含有8個(gè)O原子，含有Ce原子的數(shù)目為：8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則該化合物的化學(xué)式為：CeO₂，
故答案為：CeO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及晶胞計(jì)算、元素推斷、原子雜化等知識(shí)，題目難度中等，推斷元素為解答關(guān)鍵，注意掌握均攤法在晶胞計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及綜合應(yīng)用能力．