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4个电子．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．在1个晶胞中，X离子的数目为4．
（2）在Y的氢化物（H₂Y）分子中，Y原子轨道的杂化类型是sp³杂化．
（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）；写出一种与YZ₄^2-互为等电子体的分子的化学式：CCl₄或SiCl₄．

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，且最外层电子数为2，核外电子数为2+8+18+2=30，则X为Zn；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，则Y为S元素；元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故Z为O元素．

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，且最外层电子数为2，核外电子数为2+8+18+2=30，则X为Zn；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，则Y为S元素；元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故Z为O元素．
（1）在一个晶胞中，X离子的数目8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故答案为：4；
（2）H₂S分子中S原子杂化轨道数目为2+$\frac{6-1×2}{2}$=4，S原子采取sp³杂化，故答案为：sp³杂化；
（3）水分子与乙醇分子之间形成氢键，H₂O在乙醇中的溶解度大于H₂S，故答案为：水分子与乙醇分子之间形成氢键；
（4）SO₄^2-中S原子孤电子对数为$\frac{6+2-2×4}{2}$=0，价层电子对数为4+0=4，故其空间结构为正四面体，一种与SO₄^2-互为等电子体的分子的化学式：CCl₄或SiCl₄，故答案为：正四面体；CCl₄或SiCl₄．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、晶胞计算、杂化方式与空间构型、等电子体等，注意对基础知识的理解掌握．