Question

短周期元素 A、G、M、X、Y  的原子序数依次增大， 其中元素A 的原子序数与周期序数相等， 元素G 和X 的基态原子的原子轨道上都只有 2 个未成对电子，元素 Y原子的电子层数与最外层电子数相等。元素 Z 的原子序数为 24。

(1)Z³⁺基态核外电子排布式为_____。

(2)G、M、X 中的两种元素形成的化合物，属于非极性分子的是_____(填化学式)。

(3)M、X、Y三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 _______( 填元素符号)。MX 的空间构型为_______(用文字描述)。

(4)M₂A₄分子中M 原子轨道的杂化类型为 _____ 。1 mol G₂A₄分子中含有 σ 键的数目为 ____ 。化合物 M₂A₄的沸点比化合物G₂A₄的高， 主要原因是___ 。

(5)元素 Y 位于周期表的 __区 ， 它与元素 Z 形成的一种合金可用作航空发动机的轻质高温材料，其晶胞结构如图所示，该合金中 Y与 Z 的原子个数比为 ____。

(6)元素 Z 的氯化物的结晶水合物 ZCl₃·6H₂O 是配位化合物， 由于内界的配体不同而有不同的颜色。将1 mol 浅绿色的  ZCl₃·6H₂O晶体溶于水， 加入足量硝酸银溶液，立即生成 2 mol AgCl 沉淀。已知Z³⁺ 的配位数为 6, 则该浅绿色晶体中配离子的化学式为_____________ 。

Answer

3d3(1s22s22p63s23p63d3) CO2或(CN)2 N＞O＞Al 平面(正)三角形 sp3 5 mol N2H4分子间存在氢键，而C2H4没有 p 1∶2 [Cr(H2O)5Cl]2+

【解析】

短周期元素 A、G、M、X、Y 的原子序数依次增大， 其中元素A 的原子序数与周期序数相等，A为H元素；元素G 和X 的基态原子的原子轨道上都只有 2 个未成对电子，G为C元素，X为O元素，M的序数介于G和X之间，为N元素，元素 Y原子的电子层数与最外层电子数相等，Y为Al元素。元素 Z 的原子序数为 24，Z为Cr元素。

(1)元素 Z 的原子序数为 24，Z为Cr元素，Cr3+基态核外电子排布式为3d3(1s22s22p63s23p63d3)。故答案为：3d3(1s22s22p63s23p63d3)；

(2)C、N、O 中的两种元素形成的化合物，分子中正负电荷中心重叠，分子结构对称是非极性分子，属于非极性分子的是CO2、(CN)2。故答案为：CO2或(CN)2；

(3)N的2p能级处于半满状态，第一电离能比O大，铝是金属，易失去最外层电子，N、O、Al三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞Al 。NO 中N的价层电子对为3+ =3，为sp2杂化，无孤电子对，空间构型为平面(正)三角形。故答案为：N＞O＞Al ；平面(正)三角形；

(4)N2H4分子中N的价层电子对为3+ =4，N原子轨道的杂化类型为sp3。1 mol C2H4分子中含有 σ 键的数目为 5 mol(1molC-C键＋4molC-H键)。化合物N2H4的沸点比化合物C2H4的高， 主要原因是N2H4分子间存在氢键，而C2H4没有。故答案为：sp3；5 mol ；N2H4分子间存在氢键，而C2H4没有；

(5)Y为Al元素，价电子构型为3s23p1,元素 Y 位于周期表的p区 ，根据合金的晶胞结构图，该合金中 Y：8×+1=2 ，Z ：8×+2=4，原子个数比为 1∶2 。故答案为：p； 1∶2 ；

(6)元素 Cr的氯化物的结晶水合物CrCl3·6H2O是配位化合物，将1 mol 浅绿色的CrCl3·6H2O晶体溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即生成 2 mol AgCl 沉淀，说明有2molCl-在外界，又已知Cr3+的配位数为 6, 每个Cr3+的配位体有1个Cl-，5个水分子，则该浅绿色晶体中配离子的化学式为[Cr(H2O)5Cl]2+。故答案为：[Cr(H2O)5Cl]2+。