Question

X、Y、Z是前四周期的三种元素，X原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，元素Y原子桉外的M层中只有两对成对电子，元素Z的L层p轨道中有4个电子．
（1）X的基态原子棱外电于排布式是

 

．Y、Z两种元素第一电离能从大到小的顺序是

 

（填元素符号）．
（2）在Y的氢化物（H₂Y ）分子中，Y原子轨道的杂化类型是

 

．
（3）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：．
（4）[X（NH₃）₄]Cl₂的氯化物与氨水反应可形成配合物，1mol该配合物中含有 σ键的数目为

 

．
（5）x与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示．已知该晶体密度为ag．cm^-3，N_A表示阿伏加德罗 常数，则该晶胞体积为

 

cm³．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：

分析：X、Y、Z是前四周期的三种元素，X原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，则X的最外层有2个电子，所以X的d轨道中的电子数为10，则X的核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，X为30号锌元素；元素Y原子核外的M层中只有两对成对电子，则Y的核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，所以Y为硫元素，元素Z的L层p轨道中有4个电子，则Z的核外电子排布为1s²2s²2p⁴，所以Z为氧元素，
（1）根据上面的分析可知电子排布式，根据元素周期律判断第一电离能大小；
（2）根据Y的价层电子对数判断杂化方式；
（3）根据硫原子的价层电子对数及孤电子对数判断空间构型，根据等电子体的概念写等电子体；
（4）每个共价键中都有一个σ键，据此判断；
（5）根据V=

m

ρ

计算．

解答： 解：X、Y、Z是前四周期的三种元素，X原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，则X的最外层有2个电子，所以X的d轨道中的电子数为10，则X的核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，X为30号锌元素；元素Y原子核外的M层中只有两对成对电子，则Y的核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，所以Y为硫元素，元素Z的L层p轨道中有4个电子，则Z的核外电子排布为1s²2s²2p⁴，所以Z为氧元素，
（1）根据上面的分析可知，X的基态原子棱外电于排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，Y为硫，Z为氧，根据元素周期律可知，两种元素第一电离能从大到小的顺序是O＞S，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²；O＞S；
（2）在H₂S分子中，S原子的价层电子对数为

6+2

2

=4，所以S原子的轨道的杂化类型是sp³，故答案为：sp³；
（3）①因为在SO₄^2-中，硫原子的价层电子对数为

6+2

2

=4，硫原子周围没有孤电子对，所以SO₄^2-的空间构型为正四面体，故答案为：正四面体；
②根据等电子体原理，与SO₄^2-互为等电子体的分子的化学式为SCl₄或SiCl₄，故答案为：SCl₄或SiCl₄；
（4）在配合物[Zn（NH₃）₄]Cl₂中，氨分子与锌离子之间有4个σ键，每个氨分子中含有3个σ键，所以一个配合物离子中含有16个σ键，所以1mol该配合物中含有16N_A或6×6.02×10²³个σ键，
故答案为：16N_A或6×6.02×10²³；
（5）根据Zn与S所形成化合物晶体的晶胞可知，每个晶胞中含有锌离子数为8×

1

8

+6×

1

2

=4，硫离子数为4，根据V=

m

ρ

可知，该晶胞体积为

4×(65+32) NA

a

cm³=

388

aNA

cm³，故答案为：

388

aNA

．

点评：本题考查元素的推断以及分子杂化方式、离子空间构型、第一电离能大小比较、核外电子排布、晶胞的计算等，综合性较强，难度中等，注意物质结构的基础知识的灵活运用．