Question

元素X 位于第四周期，其基態原子的內層軌道全部排滿電子，且最外層電子數為2．元素Y基態原子的3p 軌道上有4個電子．元素Z 的原子最外層電子數是其內層的3倍．
（1）在Y的氫化物（H₂Y）分子中，Y原子軌道的雜化類型是

 

．
（2）Z的氫化物（H₂Z）在乙醇中的溶解度大于H₂Y，其原因是

 

．
（3）Y 與Z 可形成YZ₄^2-
①YZ₄^2-的空間構型為

 

（用文字描述）．
②寫出一種與YZ₄^2-互為等電子體的分子的化學式：

 

．
（4）X的氯化物與氨水反應可形成配合物[X（NH₃）₄]Cl₂，1mol該配合物中含有σ鍵的數目為

 

．
（5）X與Y所形成化合物晶體的晶胞如右圖所示．
①在1個晶胞中，X離子的數目為

 

．
②該化合物的化學式為

 

．
③已知該化合物晶體的晶胞邊長為a cm，阿伏伽德羅常數為N_Amol^-1，則該晶體密度為

 

g?cm^-3（列出表達式即可）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,判斷簡單分子或離子的構型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：元素X 位于第四周期，其基態原子的內層軌道全部排滿電子，且最外層電子數為2，則X原子核外電子數=2+8+18+2=30，則X原子序數為30，為Zn元素；
元素Y基態原子的3p 軌道上有4個電子，則Y為S元素；
元素Z 的原子最外層電子數是其內層的3倍，最外層電子數不超過8個，如果是K層，不超過2個，則Z原子核外電子數是8，為O元素；
（1）Y的氫化物是H₂S，根據價層電子對互斥理論確定H₂S分子中S原子軌道的雜化類型；
（2）氫鍵能增大物質的溶解性；
（3）①根據價層電子對互斥理論確定SO₄^2-的空間構型；
②原子個數相等、價電子數相等的微粒為等電子體；
（4）Zn的氯化物與氨水反應可形成配合物[Zn（NH₃）₄]Cl₂，一個化學式[Zn（NH₃）₄]Cl₂中含有16個σ鍵
，據此計算1mol該配合物中含有σ鍵的數目；
（5）①利用均攤法計算該晶胞中X離子數目；
②利用均攤法計算該晶胞中X、Y離子數目，從而確定其化學式；
③ρ=

M NA ×4

V

．

解答： 解：元素X 位于第四周期，其基態原子的內層軌道全部排滿電子，且最外層電子數為2，則X原子核外電子數=2+8+18+2=30，則X原子序數為30，為Zn元素；
元素Y基態原子的3p 軌道上有4個電子，則Y為S元素；
元素Z 的原子最外層電子數是其內層的3倍，最外層電子數不超過8個，如果是K層，不超過2個，則Z原子核外電子數是8，為O元素；
（1）Y的氫化物是H₂S，硫化氫分子中S原子價層電子對個數是4，所以S原子采用sp³雜化，故答案為：sp³；
（2）Y的氫化物是H₂S，Z的氫化物是H₂O，H₂S和乙醇分子之間不能形成氫鍵，H₂O和乙醇分子之間能形成氫鍵，氫鍵的存在導致乙醇和水互溶，故答案為：水分子與乙醇分子之間形成氫鍵；
（3）①SO₄^2-的價層電子對個數=4+

1

2

×（6+2-4×2）=4，且不含孤電子對，所以空間構型為正四面體，故答案為：正四面體；
②SO₄^2-的原子個數是5、價電子數是32，與硫酸根離子互為得電子體的有CCl₄或SiCl₄等，故答案為：CCl₄或SiCl₄等；     
（4）Zn的氯化物與氨水反應可形成配合物[Zn（NH₃）₄]Cl₂，一個化學式[Zn（NH₃）₄]Cl₂中含有16個σ鍵
，則1mol該配合物中含有σ鍵的數目16N_A，故答案為：16N_A；
（5）①該晶胞中X離子數目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，故答案為：4；    
②該晶胞中X離子數目為4，Y離子數目為4，則X、Y離子個數之比=4：4=1：1，則化學式為ZnS，故答案為：ZnS；     
③該晶胞的邊長為acm，則體積為a³cm³，該物質的密度=

M NA ×4

V

=

(65+32)×4 NA

a3

g?cm^-3=

388

a3NA

g?cm^-3，
故答案為：

388

a3NA

．

點評：本題考查物質結構和性質，涉及晶胞計算、化學式確定、原子雜化方式判斷、配位鍵等知識點，熟練掌握基礎知識并靈活運用基礎知識解答問題是解本題關鍵，難點是晶胞、配位數的計算，題目難度中等．