Question

【化学-选修物质结构与性质】
X、Y、Z、Q、E、F六种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在第二周期主族元素中电负性最大的元素．
请回答下列问题：
（1）XZ₂与YZ₂分子的立体结构分别是______和______，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是______（写分子式），理由是______；
（2）Q的元素符号是______，它的核外电子排布式为______，在形成化合物时它的最高化合价为______；
（3）用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键______．
（4）F的氢化物是一种碱性气体，F还可与氢形成离子化合物FH₅，其电子式为______；其晶体的最小结构单元如图所示经实验测得CA₅晶体的密度为dg/cm³，阿伏加德罗常数用N_A表示，则该晶体中阴离子与阳离子之间的最短距离为______

Answer 1

【答案】分析：根据电子的核外排布规律，能量最低原理，且X原子核外的M层中只有两对成对电子，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，故X为硫元素，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，共有6个电子，Y为碳元素，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素为氧元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，Q的核电荷数为24，是铬元素，在元素周期表的各元素中电负性最大的是氟元素，即E为F元素，XZ₂与YZ₂分子为SO₂、CO₂，SO₂和H₂O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度较大，且H易与O、F、N形成氢键．
F与氢形成离子化合物FH₅，应为NH₄H，为离子化合物，晶胞中含有一个“NH₄H分子”，设晶胞的边长为acm，则有，a=，晶体中阴离子与阳离子之间的最短距离为顶点和体心的距离，为=．
解答：解：根据电子的核外排布规律，能量最低原理，且X原子核外的M层中只有两对成对电子，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，故X为硫元素，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，共有6个电子，Y为碳元素，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素为氧元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，Q的核电荷数为24，是铬元素，在元素周期表的各元素中电负性最大的是氟元素，即E为F元素，
（1）XZ₂与YZ₂分子为SO₂、CO₂，SO₂的价层电子对为3，其中孤电子对为=1，SO₂含有2个δ键，分子的立体构型为V形，CO₂的价层电子对为2，含有2个δ键，分子的立体构型为直线形，CO₂是非极性分子，SO₂和H₂O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度较大，
故答案为：V形；直线形；SO₂；因为CO₂是非极性分子，SO₂和H₂O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度较大；
（2）Q的核电荷数为24，是铬元素，根据电子的核外排布规律，能量最低原理，，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，价层电子数位6，所以最高正价为+6价，
故答案为：Cr；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；+6；
（3）在HF的溶液中，含有氢键，其中F与H，O与H之间形成氢键，可表示为F-H…F，F-H…O，O-H…F，O-H…O，
故答案为：F-H…F，F-H…O，O-H…F，O-H…O；
（4）F的氢化物是一种碱性气体，应为NH₃，则F为N元素，F还可与氢形成离子化合物FH₅，则应为NH₄H，为离子化合物，电子式为，
晶胞中含有的阳离子个数为1，阴离子个数为=1，即晶胞中含有一个“NH₄H分子”，设晶胞的边长为acm，则有，a=，晶体中阴离子与阳离子之间的最短距离为顶点和体心的距离，为=，
故答案为：；．
点评：本题考查较为综合，涉及原子结构与元素周期律知识以及晶胞的计算、氢键等知识，题目难度较大，注意利用均摊法判断晶胞问题．