Question

原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的3倍，Z元素的最高价氧化物的水化物的酸性最强，W的原子序数为30．
（1）元素W的电子排布式为

 

．
（2）X、Y与氢元素形成的化合物XH₂-YH中采用sp³杂化的原子有

 

，1mol XH₂-YH中含有σ键的数目为

 

．
（3）ZO₄^-离子的空间构型为

 

，与它互为等电子体的离子有

 

．
（4）元素W的一种硫化物晶体的晶胞结构如右上图所示，该硫化物的化学式是

 

．元素W的氢氧化物可溶于氨水中，生成和铜氨配离子相同配位数的离子，写出该反应的离子方程式：

 

．

Answer 1

分析：原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子，则X原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶，则X为N元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的3倍，最外层电子数不超过8，所以内层电子数只能是2，最外层电子数为6，则Y是O元素；Z元素的最高价氧化物的水化物的酸性最强，则Z为Cl元素；W的原子序数为30，则W为Zn元素，据此解答．

解答：解：原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子，则X原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶，则X为N元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的3倍，最外层电子数不超过8，所以内层电子数只能是2，最外层电子数为6，则Y是O元素；Z元素的最高价氧化物的水化物的酸性最强，则Z为Cl元素；W的原子序数为30，则W为Zn元素，
（1）元素W的核外电子数为30，其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²；
（2）N、O与氢元素形成的化合物NH₂-OH中N、O原子价层电子数为都是4，故N、O原子采用sp³杂化，1个NH₂-OH分子中含有4个单键，故1molNH₂-OH中含有σ键的数目为4N_A，
故答案为：N、O；4N_A；
（3）ClO₄^-离子中Cl原子价层电子对数=4+

7+1-2×4

2

=4，Cl原子没有孤对电子，故空间构型为正四面体型，与它互为等电子体的离子有SO₄^2-、PO₄^3-等，
故答案为：正四面体型；SO₄^2-、PO₄^3-；
（4）元素Zn的一种硫化物晶体，由晶胞结构可知，晶胞中Zn原子数目为4，S原子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，故该硫化物的化学式是ZnS．元素Zn的氢氧化物可溶于氨水中，生成和铜氨配离子相同配位数的离子，生成配离子为[Zn（NH₃）₄]²⁺，则该反应的离子方程式为：Zn（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Zn（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案为：ZnS；Zn（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Zn（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．

点评：本题以元素推断为载体，综合考查物质结构与性质，涉及核外电子排布规律、杂化理论与价层电子对互斥理论、化学键、分子构型、晶胞计算、配合物等，难度中等，（4）注意利用均摊法进行晶胞计算，需要学生具备扎实的基础与综合运用能力．