Question

X、Y、Z、M、R、W均为周期表中前四周期的元素。X的基态原子外围电子排布式为3s²；Y原子的L电子层的P能级上有一个空轨道；Z元素的基态原子最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子；M 的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；R是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素；W为过渡元素，它的基态原子外围电子排布成对电子数和未成对电子数相同且为最外层电子数的两倍。回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：

（1）X的基态原子的外围电子排布式为       ，其基态原子有      种运动状态不同的电子；

（2）R的氢化物的稳定性比其上一周期同族元素氢化物的稳定性   （高或低）其原因是     ；

（3）ZM₃^﹣空间构型为           ，其中Z的杂化方式为                        ；

（4）W与YM易形成配合物W（YM）₅，在W（YM）₅中W的化合价为       ；与YM分子互为等电子体的离子的化学式为             ．

（5）W单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式，晶胞分别如下图A、B所示：

图B中原子堆积方式为           ，A、B中W原子的配位数之比为         ．A、B晶胞的棱长分别为a cm和b cm，则A、B两种晶体的密度之比为               。

（6）X和W组成的合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图甲（黑球代表W，白球代表X）．则该合金的化学式为                              。

Answer

（1）， 1 2（2）低 因为氟原子的半径小，氢氟键的键能更大，更稳定

（3）平面三角形；sp2杂化（4）0，CN-或(C22-，O22+)

(5)面心立方堆积 2:3 b3:2a3 (6)FeMg2或Mg2Fe

【解析】

试题分析：X、Y、Z、M、R、W均为周期表中前四周期的元素，X的基态原子外围电子排布式为3s2，则X为第三周期ⅡA族元素，为Mg元素；Y基态原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，原子核外电子排布为1s22s22p2，则B为C元素；Z元素的基态原子最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，则Z处于第二周期，电子排布式为：1s22s22p3，为N元素；M的基态原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反，原子核外电子排布为1s22s22p4，则M为O元素；R是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，则R为Cl元素；W为过渡元素，它的基态原子外围电子排布成对电子数和未成对电子数相同且为最外层电子数的两倍，其外围电子排布式为：3d64s2，核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d64s2，故W为Fe元素。则

（1）镁是12号元素，其核外电子总数为12，核外电子排布为：1s22s22p63s2，其基态原子的外围电子排布图为；镁的基态原子有12种能量不同的电子；

（2）R为Cl元素，Cl的氢化物为氯化氢，其上一周期同族元素氢化物为HF，由于氟原子的半径小，氢氟键的键能更大，更稳定，所以氟化氢的稳定性高于氯化氢。

（3）ZM3-为NO3-，NO3-中N原子的价层电子对数为：（5+1）÷2 ＝3，没有孤电子对，所以硝酸根的空间构型为平面三角形，N原子采用sp2杂化。

（4）W与YM易形成配合物W（YM）5为Fe（CO）5，Fe与CO易形成配合物Fe（CO）5化合价的代数和为0，CO的化合价的代数和为0，则Fe的化合价为0；根据等电子体的定义，CO的等电子体必须是双原子分子或离子，且电子总数相等，所以与CO分子互为等电子体的离子的化学式为CN-或(C22-，O22+)；

（5）B中占据顶点和面心，属于面心立方堆积，原子数为6×1/2+8×1/8＝4。A中原子占据体心和顶点，为体心立方堆积，原子数为1+8×1/8＝2。A、B中W原子的配位数分别是8个12，则配位数之比为2:3；A、B晶胞的棱长分别为a cm和b cm，体积分别为a3cm3、b3cm3，晶胞的密度等于晶胞中铁原子的质量与体积的比，为。

（6）Fe位于面心和顶点，数目为：6×1/2+8×1/8＝4，Mg原子位于体心，数目为8，化学式为：FeMg2或Mg2Fe。

考点：考查位置、结构与性质关系的综合应用、晶胞的计算等知识