Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知:
①Q为元素周期表中原子半径最小的元素;
②R的基态原子中电子占据三种能量不同的能级,且每种能级中的电子总数相同;
③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;
④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,Q、R两种元素组成的原子个数比为1:1的化合物N的质荷比最大值为78;
⑤Z有“生物金属”之称,Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题(答题时,Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示)
(1)化合物M的空间构型为 ,其中心原子采取 杂化;化合物N在固态时的晶体类型为 。
(2)R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 。
(3)由上述一种或多种元素组成的与RY2互为等电子体的分子为 (写分子式)。
(4)Z原子基态时的外围电子排布式为 ;Z的一种含氧酸钡盐的晶胞 结构如图所示,晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为 。
(5)由R、X、Y三种元素组成的RXY-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应,生成X2、RY2等物质。该反应的离子方程式为 。
(1)平面三角形 sp2 分子晶体 (2)C<O<N (3) N2O
(4)3d24s2 6 (5)2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O
题目分析:根据①可知Q为H元素;根据②可知R 的电子排布式是1s22s22p2, R为C元素;根据③可知Y的电子排布式是1s22s22p4,Y为O元素;因为原子序数X的大于6小于8 ,所以X为N元素;根据④可知 M为甲醛CH2O;N为C6H6,根据⑤可知Z为Ti元素。(1)CH2O的空间构型为平面三角形,其C原子的杂化方式为sp2杂化。 化合物C6H6是由分子构成的物质,在固态时属于分子晶体。(2)C、N、O三种元素中,因为N元素的原子最外层电子处于半充满的稳定状态,难失去电子,第一电离能比较大。O比C原子半径小,难失去电子。因此它们的第一电离能大小关系为C<O<N。(3)等电子体是原子数相同。电子数的物质。RY2为CO2,则由上述一种或多种元素组成的与CO2互为等电子体的分子N2O。(4)Ti的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2. 所以其基态时的外围电子排布式为3d24s2。晶胞中含有的各元素的原子个数为:Ba :1;Ti:8×1/8="1;" O:12×1/4=3.所以晶体的化学式为BaTiO3.由晶胞的结构可以看出:在每个晶胞中,与Ti原子距离相等且最近的O原子有3个,通过一个Ti可以形成8个晶胞,每个O原子同时属于4个晶胞,所以晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为3×8×1/4=6. (5)根据题意可知离子方程式为:2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O。