Question

18．元素X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2．元素Y基态原子的3p轨道上有2个未成对电子．元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍．
（1）X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示．
①在1个晶胞中，X离子的数目为4．
②该化合物的化学式为ZnS．
（2）在Y的氢化物分子中，Y原子轨道的杂化类型是sp³．
（3）Z的氢化物在乙醇中的溶解度大于Y的氢化物，其原因是水分子与乙醇分子间能形成氢键．
（4）Y 与Z 可形成YZ₄^2-
①YZ₄^2-的空间构型为正四面体．
②写出一种与YZ₄^2-互为等电子体的分子的化学式：CCl₄或SiCl₄．
（5）X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X（NH₃）₄]Cl₂，1mol该配合物中含有σ键的数目为16N_A．

Answer 1

分析 元素X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数=2+8+18=28，且最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，为Zn元素；元素Y基态原子的3p轨道上有2个未成对电子，则Y是S或Si元素，结合题中与Zn形成的晶胞结构可知，在晶胞中X离子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，Y离子数为4，所以X、Y的个数比为1：1，可推得Y为S元素；元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，元素最外层电子数小于或等于8，所以Z是O元素，据此答题．

解答 解：元素X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数=2+8+18=28，且最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，为Zn元素；元素Y基态原子的3p轨道上有2个未成对电子，则Y是S或Si元素，结合题中与Zn形成的晶胞结构可知，在晶胞中X离子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，Y离子数为4，所以X、Y的个数比为1：1，可推得Y为S元素；元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，元素最外层电子数小于或等于8，所以Z是O元素，
（1）根据上面的分析可知，①在1个晶胞中，X离子的数目为4，
②X为Zn，Y为S，X、Y的个数比为1：1，所以该化合物的化学式为ZnS，
故答案为：4；ZnS； 
（2）H₂S分子中，S原子的价层电子数=$\frac{6+2}{2}$=4，所以S原子的轨道的杂化类型是sp³杂化，
故答案为：sp³；
（3）在乙醇中的溶解度：H₂O大于H₂S，其主要原因是：水分子与乙醇分子间能形成氢键，
故答案为：水分子与乙醇分子间能形成氢键；
（4）①SO₄^2-中S原子的价层电子数=4+$\frac{1}{2}$（6+2-4×2）=4，且没有孤电子对，所以是正四面体结构，
故答案为：正四面体；
②与SO₄^2-互为等电子体的分子的化学式为CCl₄或SiCl₄，
故答案为：CCl₄或SiCl₄；
（5）Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn（NH₃）₄]Cl₂，一个化学式[Zn（NH₃）₄]Cl₂中含有16个σ键，则1mol该配合物中含有σ键的数目16N_A，
故答案为：16N_A．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及化学式确定、原子杂化方式判断、化学键的计算等知识点，熟练掌握基础知识并灵活运用基础知识解答问题是解本题关键，题目难度中等．