[物质结构与性质]（15分）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和

问题填空题

[物质结构与性质]（15分）

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1:1型常见气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO₂和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，M晶体的最小重复单位为正方体（如右图），顶点位置为Z⁴^＋所占，体心位置为Ba²^＋所占，所有棱心位置为O^2-所占。

（1）Y在周期表中位于______________；Z⁴^＋的核外电子排布式为______________；

（2）X的该种氢化物分子构型为___________，X在该氢化物中以___________方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该_____（填“高于”或 “低于”）X的该氢化物的熔点。

（3）①制备M的化学反应方程式是________________________________________；

②在M晶体中，若将Z⁴^＋置于立方体的体心，Ba²^＋置于立方体的顶点，则O²^－处于立方体的______；

③在M晶体中，Z⁴^＋的氧配位数为________；

答案

⑴第四周期第ⅡA族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；⑵直线形；sp；高于；⑶①TiO₂+BaCO₃BaTiO₃+CO₂↑②面心；③6

题目分析：根据题意可知：X是C，X的一种1:1型常见既有σ键又有π键气态氢化物分子是C₂H₂.Y是Ca；Z是Ti。（1）Ca在周期表中位于第四周期第ⅡA族；Z⁴^＋的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；（2）X的该种氢化物分子C₂H₂构型为直线形；C在该氢化物中以sp方式杂化。X和Y形成的化合物CaC₂是离子化合物，而C₂H₂的则是有分子构成的分子晶体。由于在离子化合物中离子间以离子键结合，而后者则是有分子通过分子间作用力结合的所以熔点CaC₂应该高；（3）①制备M的化学反应方程式是TiO₂+BaCO₃BaTiO₃+CO₂↑；②根据晶体结构可知，在M晶体中，含Ba:1；含有Ti:8×1/8=1；含有O：12×1/4=3.所以该晶体的化学式是BaTiO₃。在BaTiO₃晶体中，若将Ti⁴⁺置于立方体的体心，Ba²⁺置于立方体的顶点，则O^2-只能处于立方体的面心，③在M晶体中，由晶胞可知，每个Ti⁴⁺周围有6个O^2-，所以Ti⁴⁺的氧配位数为为6，所以Ti⁴^＋的氧配位数为6个。