Question

2．X、M、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X元素原子核外有三個(gè)能
級(jí)，各能級(jí)電子數(shù)相等，M原子外圍電子排布式為3dⁿ4sⁿ；W的內(nèi)層電子已全充滿，最外層只有2個(gè)電子．請(qǐng)回答：
（1）X元素在周期表中的位置是第二周期ⅣA族；W²⁺離子的外圍電子排布式為3d¹⁰
（2）X 能與氫、氮、氧三種元素構(gòu)成化合物 XO（NH₂）₂，其中X原子和N原子的雜化方
式為分別為sp²、sp³，該化合物分子中的π鍵與σ鍵的個(gè)數(shù)之比是1：7；該物質(zhì)易溶于水的主要原因：CO（NH₂）₂能與水分子間形成氫鍵．
（3）M晶體的原子堆積方式為六方堆積（如圖所示），則晶體中M原子配位數(shù)是12．
（4）某M配合物化學(xué)式是[M（H₂O）₅Cl]Cl₂•H₂O，1mol該配合物中含σ鍵的數(shù)目是18N．

Answer 1

分析 X、M、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X元素原子核外有三個(gè)能級(jí)，各能級(jí)電子數(shù)相等，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；M原子外圍電子排布式為3dⁿ4sⁿ，由于4s能級(jí)最大容納2個(gè)電子，且3d能級(jí)容納電子，故n=2，則M為Ti；W的內(nèi)層電子已全充滿，最外層只有2個(gè)電子，原子序數(shù)大于硫，只能處于第四周期，原子核外電子數(shù)為2+8+18+2=30，故W為Zn，據(jù)此解答．

解答 解：X、M、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X元素原子核外有三個(gè)能級(jí)，各能級(jí)電子數(shù)相等，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；M原子外圍電子排布式為3dⁿ4sⁿ，由于4s能級(jí)最大容納2個(gè)電子，且3d能級(jí)容納電子，故n=2，則M為Ti；W的內(nèi)層電子已全充滿，最外層只有2個(gè)電子，原子序數(shù)大于硫，只能處于第四周期，原子核外電子數(shù)為2+8+18+2=30，故W為Zn，
（1）X為C元素，C原子核外有2個(gè)電子層、最外層有4個(gè)電子，所以處于周期表中第二周期ⅣA族，Zn²⁺離子的外圍電子排布式為3d¹⁰，
故答案為：第二周期ⅣA族；3d¹⁰；
（2）碳能與氫、氮、氧三種元素構(gòu)成化合物 CO（NH₂）₂，分子中C與O形成C=O雙鍵，C原子與N原子形成C-N單鍵，N原子與H原子之間形成N-H單鍵，分子中C原子成3個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，故C原子采取sp²雜化，N原子成3個(gè)σ鍵、有1對(duì)孤電子對(duì)，故N原子采取sp³雜化，該化合物分子中有1個(gè)π鍵、7個(gè)σ鍵，π鍵與σ鍵數(shù)目之比為1：7，CO（NH₂）₂能與水分子間形成氫鍵，該物質(zhì)易溶于水，
故答案為：sp²；sp³；1：7；CO（NH₂）₂能與水分子間形成氫鍵；
（3）M晶體的原子堆積方式為圖所示，為六方密堆積，以軸線原子研究，層內(nèi)有6個(gè)原子相鄰、上、下兩層各有3個(gè)原子與之相鄰，故配位數(shù)為12，
故答案為：12；
（4）M為Ti，某M配合物化學(xué)式是[Ti（H₂O）₅Cl]Cl₂•H₂O，在該配合物中，每個(gè)水分子內(nèi)有2個(gè)σ鍵，鈦離子與6個(gè)配體之間有6個(gè)σ鍵，所以每個(gè)配合物中有σ18個(gè)鍵，則1mol該配合物中含σ鍵的數(shù)目是18 N_A，
故答案為：18 N．

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、雜化方式、氫鍵、配合物、晶胞結(jié)構(gòu)及計(jì)算，側(cè)重對(duì)晶胞計(jì)算的考查，對(duì)學(xué)生的空間想象與數(shù)學(xué)計(jì)算有一定的要求，難度中等．