Question

【題目】元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子。元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)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(shù)目為________。

②該化合物的化學(xué)式為________。

(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YZ42-，YZ42-的空間構(gòu)型為________(用文字描述)。

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

(5)請比較亞氯酸(HClO2)和氯酸(HClO3)的酸性強(qiáng)弱：HClO2________HClO3（填“＞”“＜”或“＝”），試從分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋原因_______ 。

Answer 1

【答案】4 ZnS 水分子與乙醇分子之間形成氫鍵 正四面體 16NA或16×6.02×1023個 ＜ HClO2和HClO3可以分別表示為(HO)ClO和(HO)ClO2，HClO3分子中非羥基氧原子的數(shù)目大于HClO2分子中非羥基氧原子的數(shù)目，故HClO3分子中Cl的正電荷更高，導(dǎo)致-O-H中的電子更向Cl偏移，因而在水分子作用下，更易電離出H+，即酸性更強(qiáng)(只要答出HClO3分子中非羥基氧原子的數(shù)目多，分子中Cl的正電荷更高即可給分)

【解析】

元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，則內(nèi)層電子數(shù)=2+8+18=28，且最外層電子數(shù)為2，所以該原子有30個電子，則X為Zn元素；元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子，則Y是S元素；元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，元素最外層電子數(shù)小于或等于8，所以Z是O元素，然后根據(jù)問題分析解答。

根據(jù)上述分析可知X是Cu元素，Y是S元素，Z是O元素。

(1)①X離子位于晶胞的頂點和面心，則在1個晶胞中，含有的X離子數(shù)目=8×+6×=4；

②該晶胞中X離子數(shù)目8×+6×=4；Y離子位于晶胞內(nèi)，離子數(shù)目=4，所以X和Y離子數(shù)目之比等于4：4=1：1，故該化合物的化學(xué)式為ZnS；

(2)在乙醇的水溶液中，水分子和乙醇分子之間易形成氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致其溶解性增大而H2O與H2S分子間無氫鍵形成，因此溶解度較小；

(3)SO42-中價層電子數(shù)=4+×(6+24×2)=4，且S原子上沒有孤電子對，所以SO42-呈正四面體結(jié)構(gòu)；

(4)在[Zn(NH3)4]Cl2中含有4個配位體NH3，4個配位體NH3的N原子與中心離子Zn2+形成4個配位鍵，配位鍵屬于σ鍵；在每個配位體中含有3個N-H共價鍵，共價鍵也屬于σ鍵，因此每1 mol配合物[Zn(NH3)4]Cl2中含有的σ鍵數(shù)目為：(3×4+4) mol×NA/mol=16 NA；

(5)HClO2和HClO3都是一元酸，可以分別表示為(HO)ClO和(HO)ClO2，HClO3分子中非羥基氧原子的數(shù)目大于HClO2分子中非羥基氧原子的數(shù)目，故HClO3分子中Cl的正電荷更高，導(dǎo)致-O-H中的共用電子對更向Cl偏移，因而在水分子作用下，更易電離出H+，即溶液的酸性更強(qiáng)。