Question

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右图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为                 。
②该化合物的化学式为                。
（2）在Y的氢化物分子中，Y原子轨道的杂化类型是                   。
（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                     。
（4）Y 与Z 可形成YZ₄^2－
①YZ₄^2－的空间构型为                          。
②写出一种与YZ₄^2－互为等电子体的分子的化学式：                          。
（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                      。

Answer 1

.(10分)（1）①4 （1分） ②ZnS（1分） （2）sp³（2分）
（3）水分子与乙醇分子之间形成氢键（2分）
（4）①正四面体（1分）  ②CCl₄或SiCl₄等（1分）
（5）16N_A或16×6. 02×10²³个（2分）

试题分析：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4个电子，则Y是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）①根据晶胞的结构并依据均摊法可知，X离子数目＝。
②该晶胞中Y离子数目＝4，所以X和Y离子数目之比等于4:4即1:1，所以该化合物的化学式为ZnS。
（2）在H₂S中硫原子的价层电子数=2＋(6－2×1)÷2＝4，所以采用sp³杂化。
（3）在乙醇的水溶液中，水分子和乙醇分子之间易形成氢键，氢键的存在导致其溶解性增大。
（4）①SO₄^2-中价层电子数＝4＋(6＋2－4×2)÷2＝4，由于没有孤电子对，所以是正四面体结构。
②原子数和价电子数均相等的是等电子体，所以与YZ₄^2－互为等电子体的分子的化学式为CCl₄或SiCl₄ 等。
（5）单键都是σ键，所以1mol配合物[X（NH₃）₄]Cl₂中，σ键数目＝（3×4＋4）N_A＝16N_A。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，侧重对学生能力的培养。本题考查的知识点比较多，涉及化学式的确定、氢键、杂化方式的判断等知识点，明确化学式的确定方法、氢键对物质性质的影响、杂化方式的判断方法等是解本题关键，注意配合物[Zn（NH₃）₄]Cl₂中，配位键也是σ键，为易错点。