Question

有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E＜Q＜T＜X＜Z．E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，且I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，且QT₂⁺與ET₂互為等電子體．x為周期表前四周期中電負性最小的元素，Z的原子序數(shù)為28．
請回答下列問題（答題時如需表示具體元素，請用相應的元素符號）：
（1）基態(tài)Z原子的核外電子排布式為

 

．
（2）Q的簡單氫化物極易溶于T的簡單氫化物，其主要原因有

 

（寫兩條）．
（3）ET₂的空間構型為

 

，為

 

分子（填“極性”或“非極性”）
（4）化合物甲由T、X兩元素組成，高溫下，化合物甲晶體呈立方體結構，其晶胞如圖一，甲的化學式為

 

．晶體中氧的化合價部分為0價，部分為-2價，則下列說法正確的是

 

A．每個晶胞中含有14個K⁺和13個O₂^-
B．晶體中每個K⁺周圍有8個O₂^-，每O₂^-周圍有8個K⁺
C．晶體中與每個K⁺距離最近的K⁺有8個
D．晶體中，0價氧原子與-2價氧原子的數(shù)目比為3：l
（5）化合物乙的晶胞如圖二，乙由E、Q兩元素組成，硬度超過金剛石．則乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為

 

．

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,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E＜Q＜T＜X＜Z，E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，應位于周期表同一周期，基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，應為N元素，I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），且原子序數(shù)E＜Q＜T，則T應為O元素，QT₂⁺與ET₂互為等電子體，則E應為C元素，NO₂⁺與CO₂的電子數(shù)都為22，X為周期表前四周期中電負性最小的元素，應為K元素，Z的原子序數(shù)為28，則Z為Ni元素，結合元素對應的單質、化合物的性質以及元素周期律解答該題．

解答： 解：E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，應位于周期表同一周期，基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，應為N元素，I₁（E）＜I₁（T）＜I₁（Q），且原子序數(shù)E＜Q＜T，則T應為O元素，QT₂⁺與ET₂互為等電子體．則E應為C元素，NO₂⁺與CO₂的電子數(shù)都為22，X為周期表前四周期中電負性最小的元素，應為K元素，Z的原子序數(shù)為28，為Ni元素，
（1）Z為Ni元素，原子序數(shù)為28，位于周期表第四周期第Ⅷ族，電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）Q的簡單氫化物和T的簡單氫化物分別為NH₃、H₂O，兩種分子立體構型相似，都為極性分子，并且N、O元素的電負性較大，氫化物中存在氫鍵，兩種原因導致氨氣極易溶于水，
故答案為：這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵；
（3）CO₂的空間構型為直線形，分子結構對稱，為非極性分子，故答案為：直線形；非極性；
（4）晶胞中K離子位于晶胞的頂點和體心位置，平均1個晶胞含有K離子的個數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，晶胞中，由O元素構成的離子個數(shù)為：2×（12×

1

4

+1）=8，則甲的化學式為KO₂，
A．由以上計算可知，每個晶胞中含有4個K⁺和4個O₂^-，故A錯誤；
B．由晶胞結構可知，晶體中每個K⁺周圍距離K⁺最近的O₂^-在三維坐標中觀察可知x、y、z軸上各有2個，則一共6個，同理每O₂^-周圍有6個K⁺，故B錯誤；
C．晶體中與每個K⁺距離最近的K⁺有12個，故C錯誤；
D．晶體中為O₂^-，則4個O原子顯-2價，則4個氧原子中0價氧原子為3個與-2價氧原子為1個，所以0價氧原子與-2價氧原子的數(shù)目比為3：l，故D正確；
故答案為：KO₂；D；
（5）晶體中C原子與4個N原子成鍵，N原子與3個C原子成鍵，并用1個孤電子對，都為sp³雜化，故答案為：sp³．

點評：本題考查較為綜合，涉及電子排布式的書寫、氫鍵、分子的空間構型和分子的極性、晶胞的計算及晶體的性質，題目難度中等，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力．