Question

【题目】Y、Z、W、R、M五种元素，位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大，有如下信息：

元素	相关信息
Y	原子核外有6个不同运动状态的电子
Z	非金属元素，基态原子的s轨道的电子总数与p轨道的电子总数相同
W	主族元素，与Z原子的价电子数相同
R	价层电子排布式为3d64s2
M	IB族，其被称作“电器工业的主角”

请回答下列问题（Y、Z、W、R、M用所对应的元素符号表示）:

（1）Z、W元素相比，第一电离能较大的是_____________________，M2+的核外电子排布式为________________________。

（2）M2Z的熔点比M2W的_________（填“高”或“低”) ，请解释原因___________ 。

（3）N3-和YZ2是等电子体，则N3-的结构式为_________________ 。

（4）WZ2分子中W原子价层电子对数是_____________对，WZ2的VSEPR 模型名称为______________________，WZ3气态为单分子，该分子中W原子的杂化轨道类型为__________________；WZ3的三聚体环状结构如图1所示，该结构中W原子的杂化轨道类型为__________；该结构中W-Z键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为___________(填图2中字母) ，该分子中含有___个σ键。

（5）MRW2的晶胞如图2所示，晶胞参数a=0.524nm、c=1.032nm；MRW2的晶胞中每个M原子与_______个W原子相连，晶体密度ρ=_______g/cm3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA＝6．02×1023mol-1）。

Answer 1

【答案】 O [Ar]3d9 高 氧离子半径比硫离子半径小，Cu2O比Cu2S的晶格能大，所以Cu2O熔点高 [N=N=N]- 3 平面三角形 sp2 sp3 a 12 4

【解析】Y、Z、W、R、M五种元素，位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大。Y的原子核外有6个不同运动状态的电子，Y为C元素； Z 是非金属元素，基态原子的s轨道的电子总数与p轨道的电子总数相同，Z的电子排布式为1s22s22p4，为O元素；W是主族元素，与Z原子的价电子数相同 ，W为S元素；R 的价层电子排布式为3d64s2，R为Fe元素；M位于第IB族，其被称作“电器工业的主角”，为Cu元素。
（1）因为Z为O、W为S，非金属性为O>S,所以第一电离能是O>S，M为Cu元素，为29号元素，Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9。

（2）由上述分析知M2Z的化学式为Cu2O，M2W的化学式为Cu2S。因为氧离子半径比硫离子半径小，Cu2O比Cu2S的晶格能大，所以Cu2O熔点高。答案：高；氧离子半径比硫离子半径小，Cu2O比Cu2S的晶格能大，所以Cu2O熔点高 。

（3由上述分析知YZ2的化学式为CO2, N3-是CO2的等电子体，所以N3-的结构式为[N=N=N]-。

（4）WZ2的分子式为SO2, SO2中W原子价层电子对数是中心原子的孤对电子对数和键电子对数之和，中心原子的孤对电子对数=（6-2）/2=1键电子对数为2，所以S原子价层电子对数是3对。SO2的VSEPR 模型名称为平面三角形。SO3气态为单分子，该分子中S原子形成3个δ键，没有孤对电子，则为sp2杂化，SO3的三聚体中S原子形成4个δ键，为sp3杂化；SO3的三聚体中每个S形成S=O键和S-O键，S=O键长较短，即a较短，该分子中含有σ键数目为3×4=12。

（5）由图知每个Cu原子和4个S原子相连，S均在体内，由此知化学式为CuFeS2，则含晶胞质量为，晶胞参数a=0.524nm，c=1.032nm，体积为(0.524×10-7cm)2×1.032×10-7cm，ρ===gcm-3，故答案为：4；