Question

11．X、Y、Z、W為按原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素，已知：
①X元素原子價(jià)電子排布式為ns²np²，且原子半徑是同族元素中最小的．
②Y元素是地殼中含量最多的元素；W元素的電負(fù)性略小于Y元素，在W原子的電子排布中，p軌道上只有1個(gè)未成對(duì)電子．
③Z⁺與Y^2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；
請(qǐng)回答：
（1）Z₂Y₂的電子式為，含有的化學(xué)鍵類型為離子鍵和共價(jià)鍵，Z₂Y₂為離子晶體．
（2）X、Y、Z三種元素所形成的常見化合物的名稱為碳酸鈉；XY₂的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，分子的立體構(gòu)型為直線型．
（3）X、Y、Z、W四種元素所形成的單質(zhì)中，熔點(diǎn)最高、硬度最大的是金剛石（填名稱）；晶體ZW的熔點(diǎn)比晶體XW₄明顯高的原因是NaCl為離子晶體而CCl₄為分子晶體．
（4）ZW晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖．已知：ZW晶體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，則ZW晶體中兩個(gè)最近的Z離子中心間的距離d可以表示為d=$\frac{\sqrt{2}}{2}\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W為按原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素，由
①X元素原子價(jià)電子排布式為ns²np²，為第ⅣA元素，且原子半徑是同族元素中最小的，則為C；
②Y元素是地殼中含量最多的元素，則Y為O；W在同周期中原子半徑最小，在W原子的電子排布中，p軌道上只有1個(gè)未成對(duì)電子，則W為Cl，
③Z元素的電離能數(shù)據(jù)可知，Z最外層有1個(gè)電子，原子序數(shù)比O的大，則為Na，然后結(jié)合元素及化合物知識(shí)及化學(xué)用語來解答．

解答 解：X、Y、Z、W為按原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素，由
①X元素原子價(jià)電子排布式為ns²np²，為第ⅣA元素，且原子半徑是同族元素中最小的，則為C；
②Y元素是地殼中含量最多的元素，則Y為O；W在同周期中原子半徑最小，在W原子的電子排布中，p軌道上只有1個(gè)未成對(duì)電子，則W為Cl，
③Z元素的電離能數(shù)據(jù)可知，Z最外層有1個(gè)電子，原子序數(shù)比O的大，則為Na，
（1）Z₂Y₂的電子式為，Na₂O₂含有的化學(xué)鍵類型為離子鍵和共價(jià)鍵，Na₂O₂為離子晶體，
故答案為：；離子鍵和共價(jià)鍵；離子；
（2）X為C、Y為O、Z為Na，三種元素所形成的常見化合物為Na₂CO₃，其名稱為碳酸鈉，XY₂為CO₂，結(jié)構(gòu)式為O=C=O，分子的立體構(gòu)型為直線型，
故答案為：碳酸鈉；O=C=O；直線型；
（3）X、Y、Z、W四種元素所形成的單質(zhì)分別為金剛石、氧氣、鈉、氯氣，其中金剛石為原子晶體，其熔點(diǎn)最高、硬度最大，晶體NaCl為離子晶體而CCl₄是分子晶體，所以NaCl的熔點(diǎn)比CCl₄明顯高，
故答案為：金剛石；NaCl為離子晶體而CCl₄為分子晶體；
（4）根據(jù)NaCl晶體的結(jié)構(gòu)示意圖可知，每個(gè)晶胞中含有鈉離子數(shù)為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，氯離子數(shù)為$12×\frac{1}{4}$+1=4，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知，V=$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{ρ}$=$\frac{4M}{ρ{N}_{A}}$，所以晶胞的邊長(zhǎng)為$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$，晶胞的面對(duì)角線為$\sqrt{2}\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，NaCl晶體中兩個(gè)最近的鈉離子中心間的距離d應(yīng)為晶胞面對(duì)角線的一半，所以d=$\frac{\sqrt{2}}{2}\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$，
故答案為：$\frac{\sqrt{2}}{2}\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，推斷元素是解答本題關(guān)鍵，注意利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析分子空間構(gòu)型，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．