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

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； W为过渡元素，其基态原子外围电子排布成对电子数是未成对电子数4倍．回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：
（1）X的基态原子有___种运动状态不同的电子；
（2）ZM₃^-的离子空间构型为___，其中Z的杂化方式为___；
（3）W的元素符号___W与YM易形成配合物W（YM）₄，在W（YM）₄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___．
（4）W单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式，晶胞分别如图A、B所示：

①图B中原子堆积方式为___，A、B中W原子的配位数之比为___．
②A、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___．
③图A的堆积方式空间利用率___（用含π的式子表示）

Answer 1

X、Y、Z、M、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Y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；
W为过渡元素，它的其基态原子外围电子排布成对电子数是未成对电子数4倍，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，故W为Mn元素，
（1）X为Mg元素，其基态原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²，每一个电子的运动状态均不同，故核外有12种运动状态不同的电子，故答案为：12；
（2）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NO₃^-的空间构型为平面三角形，N原子采用sp²杂质，
故答案为：平面三角形；sp²；
（3）W与YM易形成配合物W（YM）₄为Mn（CO）₄，Mn与CO易形成配合物Fe（CO）₄化合价的代数和为0，CO的化合价的代数和为0，则Mn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C₂^2-，O₂²⁺，
故答案为：Mn；0；CN^-或C₂^2-，O₂²⁺；
（4）①以顶点Mn原子研究，与之最近的原子处于面心，每个顶点为12个面共用，故面心立方最密堆积中Mn原子配位数为12，体心立方堆积中Mn原子配位数为8，故A、B两种堆积中配位数之比为8：12=2：3，
故答案为：面心立方最密堆积；2：3；
②A中原子占据体心和顶点，为体心立方结构，原子数为1+8×(1)/(8)=2，B中占据顶点和面心，原子数为6×(1)/(2)+8×(1)/(8)=4，所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比1：2；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 (2m)/(a3)：(4m)/(b3)=b³：2a³，
故答案为：b³：2a³；
③图A中原子数目为1+8×(1)/(8)=2，原子半径为r，原子总体积为2×(4πr3)/(3)，晶胞体积为((4r)/(√(3)))3，空间利用率=(原子总体积)/(晶胞体积)×100%=(√(3)π)/(8)×100%，
故答案为：(√(3)π)/(8)×100%．