Question

X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY₂是形成酸雨的主要气体之一；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R²⁺的3d轨道有9个电子。请回答下列问题：

（1）R基态原子的电子排布式是               ；

（2）Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是      。

（3）XY₂^—的立体构型是          ；

（4）Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是     。

（5）将R单质的粉末加入X气态氢化物的浓溶液中，不断鼓入空气充分反应，得到深蓝色的[R(NH3)4](OH)2溶液，该反应的离子方程式是                            ；1mol [R(NH₃)₄]²⁺中含有的σ键的数目是         。

Answer

（1）[Ar]3d104s1（2）Cl（3）V形 （4）2:1（5）8NH3+2Cu+O2+2H2O=2[Cu(NH3) 4]2++4OH—；16×6.02×1023

【解析】

试题分析：X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是形成酸雨的主要气体之一，该气体是NO2，则X是氮元素，Y是氧元素；Z基态原子的M层与K层电子数相等，则该元素的原子序数是2＋8＋2＝12，即为镁元素；R2＋离子的3d轨道中有9个电子，因此R的原子序数是18＋9＋2=29，即为铜元素。

（1）铜元素的原子序数是29，则根据核外电子排布规律可知铜基态原子的电子排布式是[Ar]3d104s1；

（2）同周期自左向右元素的第一电离能逐渐增大，镁是第三周期，则所在周期中第一电离能最大的主族元素是Cl元素。

（3）根据价层电子对互斥理论可知，NO2－离子中心原子氮原子含有的孤对电子对数＝＝1，即氮原子的价层电子对数是3，由于含有一对孤对电子，因此其离子的立体构型是V形；

（4）根据晶胞结构可知，阳离子在8个顶点和体心处各一个，则根据均摊法可知，阳离子个数＝1＋8×1/8＝2个。阴离子在上下面各2个，晶胞内部2个，则阴离子个数＝4×1/2＋2＝4个，因此晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是4:2＝2:1。

（5）将R单质的粉末加入氨气的浓溶液中，通入氧气，充分反应后溶液呈深蓝色，这说明在反应中铜被氧化为铜离子与氨气结合形成配位键，则该反应的离子方程式是2Cu＋8NH3·H2O＋O2=2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O。单键都是1molσ键，离子中氮元素与氢元素形成3个共价键，另外还有配位键，则 [Cu(NH3)4]2+中含有的σ键的数目是16×6.02×1023。

【考点地位】本题主要是考查元素推断、核外电子排布、第一电离能、晶胞结构与计算、配位键等

【名师点晴】该题的解题要点为：掌握物质的物质、元素的原子序数、原子核外电子排布、原子的杂化、晶体的类型、晶体结构。然后对各个问题进行逐一解答。难点和易错点是晶胞结构分析与计算。在进行有关晶胞化学式计算时，注意利用好均摊法。即在立方体形状的晶胞中，一个晶胞平均占有的原子数：顶角占1/8，棱心占1/4，面心占1/2，体心占1。