Question

【題目】已知X、Y、Z都是元素周期表中前四周期的元素，他們的原子序數(shù)依次增大，并且不在同一個(gè)周期。元素X的原子核外有8個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。元素Y基態(tài)原子的最外電子層沒(méi)有空軌道，而且成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍。元素Z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。

(1)基態(tài)X原子的核外電子排布圖（軌道表達(dá)式）為_________，X的氫化物在乙醇中的溶解度大于Y的氫化物，其原因是________________________。

(2)X與Y形成的固體YX3中存在(a)所示的三聚分子，該分子中Y原子的雜化軌道類型為_______�；鶓B(tài)Y原子中，核外能級(jí)最高的原子軌道上，具有的電子數(shù)為______。

(3)X與Y還可以形成YX42-離子，YX42-的空間構(gòu)型為_________，寫出一種與YX42-互為等電子體的分子的化學(xué)式________。

(4)Z與Y的離子形成化合物晶體的晶胞如圖(b)所示。在晶胞中，Z離子的配位數(shù)為_________，該化合物的化學(xué)式為______。

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

Answer 1

【答案】 水分子與乙醇分子之間形成氫鍵 sp3 4 正四面體 CCl4或SiCl4等 4 ZnS 16NA

【解析】

元素X的原子核外有8個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，則X是8號(hào)O元素；元素Y基態(tài)原子的最外電子層沒(méi)有空軌道，而且成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍，則Y是S元素；元素Z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，Z是Zn元素。據(jù)此分析解答。

根據(jù)上述分析可知X是O元素，Y是S元素，Z是Zn元素。

(1)根據(jù)原子構(gòu)造原理，結(jié)合泡利不相容原理和可知基態(tài)O原子的核外電子排布圖為；由于O原子半徑小，元素的非金屬性強(qiáng)，H2O中的共價(jià)鍵的共用電子對(duì)偏向O原子一方，使H幾乎成為裸露的質(zhì)子，因此導(dǎo)致水分子與乙醇分子之間形成氫鍵，增加了分子之間的吸引力，因此水容易溶于乙醇，而H2S分子與乙醇分子之間沒(méi)有氫鍵的存在，在乙醇在溶解度很小；

(2)S原子與O原子形成三聚分子，每個(gè)S原子與4個(gè)O原子形成共價(jià)鍵，且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知SO3中S原子雜化軌道類型為sp3雜化；基態(tài)Y原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p4，可見其能級(jí)最高的原子軌道是3p軌道，該軌道上具有的電子數(shù)為4個(gè)；

(3)X與Y還可以形成SO42-離子，在SO42-離子中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為：4+=4，且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知SO42-離子的空間構(gòu)型為正四面體，根據(jù)等電子體的含義可知與SO42-互為等電子體的分子的化學(xué)式可能為CCl4或SiCl4等；

(4)根據(jù)S與Zn的離子形成化合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可知：在晶胞中，Z離子的配位數(shù)為4，在一個(gè)晶胞中含有Zn：，含有S原子數(shù)為4，Zn：S=1：1，所以該化合物的化學(xué)式為ZnS；

(5)Zn的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2中，在一個(gè)配位體中含有3個(gè)σ鍵，四個(gè)配位體共含有4×3=12個(gè)，還有NH3中的N原子與Zn2+形成的四個(gè)配位鍵也屬于σ鍵，因此1個(gè)[Zn(NH3)4]Cl2中含有的σ鍵為12+4=16個(gè)，則1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為16NA。