Question

10．元素X位于第四周期，其基态原子有4个未成对电子．Y原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，元素Z基态原子的3p轨道上有4个电子．
（1）Y与Z可形成多种化合物．
①元素Y与Z中电负性较大的是O（用元素符号描述）．
②离子ZY₃^2-的空间构型为三角锥形（用文字描述）．
③写出一种与ZY₂互为等电子体的氧化物分子的化学式SeO₂．
（2）Y的氢化物（H₂Y）在乙醇中的溶解度大于H₂Z，其原因是H₂O分子与乙醇分子间可形成氢键，而H₂S不能．
（3）含X²⁺的溶液与KCN、氨水反应可得到化合物K₃[X（CN）₅（NH₃）]．
①基态X²⁺的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶．
②1mol配合物K₃[X（CN）₅（NH₃）]中含σ键的数目为14mol．
（4）右图为X与Z所形成的一种化合物的基本结构单元，推测该化合物的化学式：Fe₃S₈．

Answer 1

分析 元素X位于第四周期，其基态原子有4个未成对电子，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，则X为Fe；Y原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故Y为O元素；元素Z基态原子的3p轨道上有4个电子，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，则Z为S元素．
（1）①同主族自上而下电负性减小；
②计算SO₃^2-中S原子孤电子对数、价层电子对数，进而确定空间构型；
③原子数目相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体；
（2）H₂O分子与乙醇分子间可形成氢键，而H₂S不能；
（3）①根据能量最低原理书写基态Fe²⁺的电子排布式；
②氨气分子中有3个σ键，CN^-中含有1个σ键，形成6个配位键，也属于σ键；
（4）根据均摊法，晶胞中S、Fe原子数目，进而确定化学式．

解答 解：元素X位于第四周期，其基态原子有4个未成对电子，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，则X为Fe；Y原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故Y为O元素；元素Z基态原子的3p轨道上有4个电子，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，则Z为S元素．
（1）①同主族自上而下电负性减小，故电负性O＞S，故答案为：O；
②离子SO₃^2-中S原子孤电子对数=$\frac{6+2-2×3}{2}$=1，价层电子对数=3+1=4，为三角锥形，故答案为：三角锥形；
③原子数目相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体，则一种与SO₂互为等电子体的氧化物分子的化学式为：SeO₂等，故答案为：SeO₂；
（2）H₂O分子与乙醇分子间可形成氢键，而H₂S不能，H₂O在乙醇中的溶解度大于H₂S，
故答案为：H₂O分子与乙醇分子间可形成氢键，而H₂S不能；
（3）①基态Fe²⁺的电子排布式是：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；
②氨气分子中有3个σ键，CN^-中含有1个σ键，形成6个配位键，也属于σ键，1mol配合物K₃[Fe（CN）₅（NH₃）]中含14molσ键，故答案为：14mol；
（4）根据均摊法，晶胞中S原子数目为4，Fe原子数目为1+4×$\frac{1}{8}$=1.5，Fe、S原子数目之比为3：8，故化学式为：Fe₃S₈，故答案为：Fe₃S₈．

点评 本题考查是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电负性、空间构型判断、氢键、化学键、晶胞计算等，注重对基础知识的考查．