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在一个晶胞中，X离子的数目______；

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]Cl₂，1mol该配合物中含有δ键的数目为________；

Answer

(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 (5) 16NA

【解析】

试题分析：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；（1）①根据均摊法可知，在一个晶胞中，X离子的数目为8×1/8+6×1/2=4；②在一个晶胞中Y离子的数目为4，则X与Y所形成化合物晶体为ZnS；（2）H2S分子中，S原子的价层电子数=(6+2)/2=4，所以S原子的轨道的杂化类型是sp3杂化；（3）在乙醇的水溶液中，水分子和乙醇分子之间易形成氢键，氢键的存在导致其溶解性增大；（4）①SO42-中S原子的价层电子数=4+1/2(6+2-4×2)=4，且没有孤电子对，所以是正四面体结构；②YZ42-为SO42-，其含义电子数为：16+4×8+2=50，与其等电子体的分子有：CCl4、SiCl4；（3）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16NA。

【考点定位】考查了原子杂化方式、氢键、分子或离子的空间构型、配合物、晶胞的计算等知识点。

【名师点晴】元素推断是解题的关键；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，据此解答各小题即可。