Question

【化学—选修3：物质结构与性质】（15分）X、Y、Z、W四种元素分别位于周期表中三个紧邻的周期，且原子序数逐渐增大，X和Y的氢化物都比同族下一周期元素氢化物的沸点高，但在同周期中却不是最高的。Z是同周期元素中离子半径最小的元素。W原子的价电子层上有两个运动状态不同的电子。请回答下列问题：

（1）X、Y两种元素的元素符号是： 、 。X、Y可以形成一种共价化合物，其中两种元素最外层电子数都达到8，则其分子的空间构型是： ；中心原子的杂化方式是： 。这种化合物不易作配体形成配离子的原因是 。

（2）X的氢化物易溶于水的原因是： 。

（3）Z的电子排布式是： 。根据元素原子的外围电子排布特征，可将周期表分成五个区域，其中Z属于 区。

（4）W与Y形成的化合物的晶胞边长为a pm。晶胞中含有________个W离子、W离子的配位数是 ，晶体的密度是________g·cm－3。(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数数值为NA)。

Answer 1

（1）N、F 三角锥 ； sp3 ；（4分，每空1分）F的电负性比N大，N-F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易作配体形成配离子。（N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子使得氮原子上的孤对电子难形成配位键。）（2分）

（2）氨气与水反应，氨气可以与水形成氢键，氨气是极性分子（2分）

（3）1s22s22p63s23p1 （2分） p（1分） （4） 4（1分）；8（1分） （2分）

【解析】

试题分析：根据题意知，X、Y、Z、W四种元素分别位于周期表中三个紧邻的周期，且原子序数逐渐增大，X和Y的氢化物都比同族下一周期元素氢化物的沸点高，但在同周期中却不是最高的，则X为氮元素，Y为氟元素，二者位于第2周期，Z位于第3周期，W位于第4周期；Z是同周期元素中离子半径最小的元素，则Z为铝元素；W原子的价电子层上有两个运动状态不同的电子，则W为钙元素。（1）X、Y两种元素的元素符号是：N、F。N、F可以形成一种共价化合物，其中两种元素最外层电子数都达到8，则该化合物为NF3，其分子的空间构型是：三角锥形；中心原子的杂化方式是：sp3杂化。这种化合物不易作配体形成配离子的原因是F的电负性比N大，N-F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易作配体形成配离子。（N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子使得氮原子上的孤对电子难形成配位键。）（2）X的氢化物氨气易溶于水的原因是：氨气与水反应，氨气可以与水形成氢键，氨气是极性分子。（3）Z的电子排布式是：1s22s22p63s23p1。根据元素原子的外围电子排布特征，可将周期表分成五个区域，其中Z属于p区。

（4）根据晶胞的结构利用切割法判断，晶胞中含Ca2＋离子的数目为8×1/8+6×1/2=4，Ca2＋的配位数是8，1mol晶胞中含有4mol Ca2＋和8molF—，晶胞边长为a pm。晶体的密度是g·cm－3。

考点：考查物质结构与性质，涉及原子结构、分子结构和晶体结构。

考点分析： 考点1：物质的结构与性质 试题属性

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