Question

18．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2個未成對電子．元素Z 的原子最外層電子數是其內層的3倍．
（1）X與Y所形成化合物晶體的晶胞如圖所示．
①在1個晶胞中，X離子的數目為4．
②該化合物的化學式為ZnS．
（2）在Y的氫化物分子中，Y原子軌道的雜化類型是sp³．
（3）Z的氫化物在乙醇中的溶解度大于Y的氫化物，其原因是水分子與乙醇分子間能形成氫鍵．
（4）Y 與Z 可形成YZ₄^2-
①YZ₄^2-的空間構型為正四面體．
②寫出一種與YZ₄^2-互為等電子體的分子的化學式：CCl₄或SiCl₄．
（5）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16N_A．

Answer 1

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，則內層電子數=2+8+18=28，且最外層電子數為2，所以該原子有30個電子，為Zn元素；元素Y基態原子的3p軌道上有2個未成對電子，則Y是S或Si元素，結合題中與Zn形成的晶胞結構可知，在晶胞中X離子數為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，Y離子數為4，所以X、Y的個數比為1：1，可推得Y為S元素；元素Z的原子最外層電子數是其內層的3倍，元素最外層電子數小于或等于8，所以Z是O元素，據此答題．

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，則內層電子數=2+8+18=28，且最外層電子數為2，所以該原子有30個電子，為Zn元素；元素Y基態原子的3p軌道上有2個未成對電子，則Y是S或Si元素，結合題中與Zn形成的晶胞結構可知，在晶胞中X離子數為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，Y離子數為4，所以X、Y的個數比為1：1，可推得Y為S元素；元素Z的原子最外層電子數是其內層的3倍，元素最外層電子數小于或等于8，所以Z是O元素，
（1）根據上面的分析可知，①在1個晶胞中，X離子的數目為4，
②X為Zn，Y為S，X、Y的個數比為1：1，所以該化合物的化學式為ZnS，
故答案為：4；ZnS； 
（2）H₂S分子中，S原子的價層電子數=$\frac{6+2}{2}$=4，所以S原子的軌道的雜化類型是sp³雜化，
故答案為：sp³；
（3）在乙醇中的溶解度：H₂O大于H₂S，其主要原因是：水分子與乙醇分子間能形成氫鍵，
故答案為：水分子與乙醇分子間能形成氫鍵；
（4）①SO₄^2-中S原子的價層電子數=4+$\frac{1}{2}$（6+2-4×2）=4，且沒有孤電子對，所以是正四面體結構，
故答案為：正四面體；
②與SO₄^2-互為等電子體的分子的化學式為CCl₄或SiCl₄，
故答案為：CCl₄或SiCl₄；
（5）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．

點評 本題考查物質結構和性質，涉及化學式確定、原子雜化方式判斷、化學鍵的計算等知識點，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，題目難度中等．