Question

19．M、N、O、P、Q是元素周期表中原子序數(shù)依次遞增的前四周期元素．M原子最外層電子數(shù)為內(nèi)層電子數(shù)的3倍；N的焰色反應(yīng)呈黃色；O的氫化物是一種強(qiáng)酸，其濃溶液可與M、Q的化合物反應(yīng)生成O的單質(zhì)；P是一種金屬元素，其基態(tài)原子中有6個(gè)未成對(duì)電子．請(qǐng)回答下列問題：
（1）元素Q的名稱為錳，P的基態(tài)原子價(jià)層電子排布式為3d⁵4s¹．
（2）O的氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素的氫化物低，是因?yàn)镠F分子間存在氫鍵，而HCl分子間無氫鍵．
（3）M、O電負(fù)性大小順序是O＞Cl（用元素符號(hào)表示），O的最高價(jià)含氧酸根的空間構(gòu)型為正四面體，其中心原子的雜化類型為sp³．
（4）M、N形成的化合物的晶胞如圖所示，該晶胞的化學(xué)式為Na₂O，其中M離子的配位數(shù)為8，該晶體類型為離子晶體．
（5）該晶胞的邊長為a×10^-10cm，則距離最近的M、N離子間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a×10^-10cm．

Answer 1

分析 M、N、O、P、Q是元素周期表中原子序數(shù)依次遞增的前四周期元素．M原子最外層電子數(shù)為內(nèi)層電子數(shù)的3倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則M為氧元素；N的焰色反應(yīng)呈黃色，則N為Na；O的氫化物是一種強(qiáng)酸，其濃溶液可與M、Q的化合物反應(yīng)生成O的單質(zhì)，可推知O為Cl、Q為Mn；P是一種金屬元素，其基態(tài)原子中有6個(gè)未成對(duì)電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，則P為Cr，據(jù)此解答．

解答 解：M、N、O、P、Q是元素周期表中原子序數(shù)依次遞增的前四周期元素．M原子最外層電子數(shù)為內(nèi)層電子數(shù)的3倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則M為氧元素；N的焰色反應(yīng)呈黃色，則N為Na；O的氫化物是一種強(qiáng)酸，其濃溶液可與M、Q的化合物反應(yīng)生成O的單質(zhì)，可推知O為Cl、Q為Mn；P是一種金屬元素，其基態(tài)原子中有6個(gè)未成對(duì)電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，則P為Cr，
（1）由上述分析可知，元素Q為錳，P是一種金屬元素，其基態(tài)原子中有6個(gè)未成對(duì)電子，處于第四周期，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，價(jià)層電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：錳；3d⁵4s¹；
（2）HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間無氫鍵，故HCl的沸點(diǎn)比HF的低
故答案為：HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間無氫鍵；
（3）O、Cl元素形成的氧化物中Cl元素表現(xiàn)正化合價(jià)，故O原子對(duì)鍵合電子的吸引力更強(qiáng)，故電負(fù)性O(shè)＞Cl，Cl的最高價(jià)含氧酸根為ClO₄^-，Cl原子孤電子對(duì)=$\frac{7+1-2×4}{2}$=0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，故其空間構(gòu)型為 正四面體，其中心原子的雜化類型為sp³，
故答案為：O＞Cl；正四面體；sp³；
（4）晶胞中Na為晶胞內(nèi)部，晶胞中含有8個(gè)Na原子，O原子位于頂點(diǎn)與面心，晶胞中含有O原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故該晶胞的化學(xué)式為Na₂O，以晶胞中上面心M離子為研究對(duì)象，晶胞中每個(gè)M周圍最近的N離子有8個(gè)，M離子配位數(shù)為8，該晶體類型為離子晶體，
故答案為：Na₂O；8；離子晶體；
（5）N離子與周圍4個(gè)M離子形成正四面體結(jié)構(gòu)，N、M連續(xù)處于晶胞體對(duì)角線上，NM距離為體對(duì)角線長度的$\frac{1}{4}$，晶胞的邊長為a×10^-10cm，則晶胞體對(duì)角線長度為$\sqrt{3}$a×10^-10cm，則距離最近的M、N離子間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a×10^-10cm，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a×10^-10cm．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電負(fù)性、分子結(jié)構(gòu)、雜化軌道、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，（3）中注意根據(jù)氧化物中化合價(jià)判斷O與Cl的電負(fù)性，（5）為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，需要學(xué)生具有一定空間想象及數(shù)學(xué)計(jì)算能力，難點(diǎn)中等．