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。

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(H₂Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是________。
(3)Z的氢化物(H₂Z)在乙醇中的溶解度大于H₂Y，其原因是________。
(4)Y与Z可形成YZ₄^2-。
①YZ₄^2-的空间构型为________(用文字描述)。
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]Cl₂，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。

Answer 1

(1)①4　②ZnS
(2)sp³
(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键
(4)①正四面体　②CCl₄或SiCl₄等
(5)16N_A或16×6.02×10²³个

本题主要考查原子结构与性质知识，意在考查考生的空间想象能力及对物质结构和性质的理解能力。X的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，X为Zn；Y的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，Y为S；根据Z的信息可知Z为O。(1)①由晶胞结构可知，X分别位于晶胞的顶点和面心，根据晶胞中原子的“分摊法”可计算一个晶胞中的X原子数为：8×1/8＋6×1/2＝4。②Y原子全部在晶胞中，故一个晶胞中含有4个Y原子。故该化合物的化学式为ZnS。(2)H₂S分子中S原子有两对成键电子和两对孤对电子，所以H₂S分子中S原子的轨道杂化类型为sp³杂化。(3)H₂O与乙醇可以形成分子间氢键，使得水与乙醇互溶；而H₂S与乙醇不能形成分子间氢键，故H₂S在乙醇中的溶解度小于H₂O。(4)①SO₄^2-的中心原子S周围有4对成键电子，形成以S为体心，O为顶点的正四面体结构；②SO₄^2-中S、O最外层均为6个电子，故SO₄^2-中原子最外层共有32个电子；CCl₄、SiCl₄中原子的最外层电子总数均为4＋7×4＝32，故SO₄^2-、CCl₄、SiCl₄为等电子体。(5)[Zn(NH₃)₄]Cl₂中[Zn(NH₃)₄]^2＋与Cl^－形成离子键，而[Zn(NH₃)₄]^2＋中含有4个Zn—N键(配位键)和12个N—H键，共16个共价单键，故1 mol该配合物中含有16 mol σ键。