Question

19．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4个电子．元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍．元素Q在第二周期且p轨道半充满．
（1）Y、Z、Q三种原子的第一电离能的由大到小的关系N＞O＞S．
（2）在Y的氢化物（H₂Y）分子中，Y原子轨道的杂化类型是sp³．
（3）Z的氢化物（H₂Z）在乙醇中的溶解度大于H₂Y，其原因是水分子与乙醇分子之间形成氢键．
（4）Y与Z可形成YZ₄^2-，YZ₄^2-的空间构型为正四面体（用文字描述）．
（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．1mol该配合物与足量的AgNO₃反应产生沉淀的物质的量为2mol．

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，元素Q在第二周期且p轨道半充满，为N元素，以此解答该题．

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，元素Q在第二周期且p轨道半充满，为N元素，
（1）同主族元素从到下，第一电离能逐渐减小，则S＜O，N原子最外层为半充满状态，电离能N＞O，则为N＞O＞S，故答案为：N＞O＞S；
（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）H₂O在乙醇中的溶解度大于H₂S，其原因是水分子与乙醇分子之间形成氢键，
故答案为：水分子与乙醇分子之间形成氢键；
（4）SO₄^2-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；
（5）锌的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn（NH₃）₄]Cl₂，在该化合物中，锌离子与氨分子之间形成4个配位键，每个氨分子内部有三个共价键，所以1mol该配合物中含有σ键的数目为16N_A，[Zn（NH₃）₄]Cl₂中氯离子为外界离子，1mol配合物可电离出2mol氯离子，则1mol该配合物与足量的AgNO₃反应产生沉淀的物质的量为2mol，
故答案为：16N_A；2mol．

点评 本题原子结构与元素周期率，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，主要考查了原子杂化方式、氢键、分子或离子的空间构型、配合物、等知识点，中等难度，元素推断是解题的关键．