Question

（15分）X、Y、Z、Q、W为按原子序数由小到大排列的五种短周期元素，已知：
①X元素与Q处于同一主族，其原子价电子排布式都为ns²np²，且X原子半径小于Q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1个未成对电子。
③Z元素的电离能数据见下表（kJ·mol^－1）：

I1	I2	I3	I4	…
496	4562	6912	9540	…

 
请回答：
（1）XY₂分子空间构型为             ，X原子的轨道杂化方式为           ；QX的晶体结构与金刚石的相似，其中X原子的杂化方式为       ，微粒间存在的作用力是          。
（2）晶体ZW的熔点比晶体XW₄明显高的原因是                       。
（3）氧化物MO的电子总数与QX的相等，则M为______________（填元素符号）。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与ZW晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是_________________________。

（4）ZW晶体的结构示意图如右图。已知：ρ(ZW)＝2.2 g·cm^－3，N_A＝6.02×10²³mol^－1，则ZW晶体中两个最近的Z离子中心间的距离为               。

Answer 1

⑴ 直线型分子；  sp杂化； sp³杂化；共价键 ； ⑵NaCl为离子晶体而CCl₄为分子晶体；
⑶Mg  Mg^2＋半径比Ca^2＋小，MgO晶格能大      ⑷  4.0×10^{－8 cm}

试题分析：根据题意可推知各种元素分别为：X是C；Y的O；Z是Na；Q是Si；W是Cl。（1）CO₂分子空间构型为直线型；其中X原子的轨道杂化方式为sp杂化；SiC的晶体结构与金刚石的相似，是原子晶体，其中C原子的杂化方式为sp³杂化；C原子与Si原子之间的作用力是共价键。（2）NaCl晶体是离子晶体，离子间通过离子键结合，离子键是一种强烈的相互作用，断裂较难，因此该化合物的熔点高；而CCl₄是由分子通过分子间作用力结合，分子间作用力是一种比较弱的作用，破坏比较容易，因此该晶体的熔沸点比较低，CCl₄在室温下为液态。（3）SiC的电子数是20，而氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M的电子数是12，该元素是Mg；MgO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MgO的熔点比CaO的高，是因为Mg^2＋半径比Ca^2＋小，MgO晶格能大，断裂其离子键比CaO难，所以熔点较高。（4）在一个晶胞中含有的Na⁺：8×1/8+6×1/2=4;含有的Cl-：12×1/4+1=4.即一个晶胞中含有4个NaCl.所以晶胞的边长为L，则在晶胞中两个最近的Na+的距离是整理解得=4.0×10^－8 cm。