已知X、Y、Z、R、Q为周期表中原子序数依次增大的前36号元素．相关信息如下：X元素是宇宙中最丰富的元素Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1Z元素被誉为“太空金属”

Question

已知X、Y、Z、R、Q为周期表中原子序数依次增大的前36号元素．相关信息如下：

X元素是宇宙中最丰富的元素

Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1

Z元素被誉为“太空金属”，也有“生物金属”之称，其基态原子次外层有2个未成对电子

R元素在元素周期表的第十一列

Q元素在周期表里与R元素在同一个分区

请回答下列问题：
（1）YX₃中心原子的杂化轨道类型是___，离子化合物YX₅的电子式是___．
（2）CO与Y₂属于等电子体，1 个CO分子中含有的π键数目是___个．
（3）工业上利用ZO₂和碳酸钡在熔融状态下制取化合物A（A可看做一种含氧酸盐）．A晶体的晶胞为正方体（如图1）．
①制备A的化学反应方程式是___；
②在A晶体中，Z的配位数为___；
③在A晶体中，若将Z元素置于立方体的体心，Ba元素置于立方体的顶点，则O元素处于立方体的___．
（4）R²⁺离子的外围电子层电子排布式为___．R₂O的熔点比R₂S的___（填“高”或“低”）．
（5）Q元素和硫（S）元素能够形成化合物B．B晶体的晶胞为正方体（如图2），若晶胞棱长为540.0pm，则晶胞密度为___g•cm^-3（列式并计算）．

Answer 1

已知X、Y、Z、R、Q为周期表中原子序数依次增大的前36号元素，X元素是宇宙中最丰富的元素，则X为H元素；Y元素原子的核外p轨道电子数比s轨道电子数少1，Y原子核外电子排布为1s²2s²2p³，为N元素；Z元素被誉为“太空金属”，也有“生物金属”之称，其基态原子次外层有2个未成对电子，则Z为Ti元素；R元素在元素周期表的第十一列，属于第IB族，属于前36号元素，在第四周期，所以R为Cu；Q元素在周期表里与R元素在同一个分区，原子序数大于Cu，为Zn元素；
（1）NH₃中心原子的价层电子对数=3+(1)/(2)（5-3×1）=4，杂化类型为sp³，NH₅为离子混合物，分子中存在NH₄⁺和H^-，电子式为；
故答案为：sp³；；
（2）CO与N₂互为等电子体，二者结构相似，氮气的结构N≡N，所以CO分子中含有一个C≡O，则1 个CO分子中含有的π键数目是2；故答案为：2；
（3）①由题意知A为BaTiO₃，反应的化学方程式为TiO₂+BaCO₃═BaTiO₃+CO₂↑，
故答案为：TiO₂+BaCO₃═BaTiO₃+CO₂↑；
②由BaTiO₃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，
故答案为：6；
③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，
故答案为：面心；
（4）R为Cu，其原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，则Cu²⁺离子的外围电子层电子排布式为3d⁹；离子晶体中离子半径越小，晶体的熔点越高，所以Cu₂O的熔点比Cu₂S的高；
故答案为：3d⁹；高；
（5）晶胞中含有白色球位于顶点和面心，共含有8×(1)/(8)+6×(1)/(2)=4，黑色球位于体心，共4个，则晶胞中平均含有4个ZnS，质量为4×（87÷6.02×10²³）g，晶胞的体积为（540.0×10^-10cm）³，则密度为ρ=(m)/(V)=(4×((65+32)g/mol)/(6.02×1023mol-1))/((540×10-10cm)3)=4.1g•cm^-3；
故答案为：4.1．