Question

有X、Y、Z、W、R、Q为前四周期元素，原子序数依次增大。X、Y最外层电子排布可表示为as^a，bs^bbp^b（a≠b），Y、Z、W是位于P区的同一周期的元素，Y与W原子核外的未成对电子数相等，RW₂与ZW₂^-为等电子体，Q为过渡金属元素，其原子核外没有未成对电子。请回答下列问题：

（1）Q的最外层电子排布式为_________ ,RW₂的分子立体构型是_________________

（2）Y、Z、W的最简单氢化物中，键角最小的是_______（用分子式表示）, YW与Z₂互为等电子体，ZW的结构式为____________（若有配位键，请用“→”表示）。

（3）ZX₃可以与X⁺结合成ZX₄⁺，这个过程中发生改变的是____（填序号）。

a.微粒的空间构型        b.Z原子的杂化类型

c.X-Z-X的键角          d.微粒的电子数

（4）QR在荧光体，光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方QR晶体结构如图所示，一个晶胞中含有的Q原子数为____________。与R原子最近且距离相等的R原子有_____个。该晶胞棱长与最近的两个R原子的距离之比为_______

Answer

4s2 v形 H2O C≡O ac 4 12 1.4:1

【解析】X、Y、Z、W、R、Q为前四周期元素．X、Y最外层电子排布可表示为asa、bsbbpb（a≠b），Y的最外层电子排布bsbbpb中p轨道有电子，则s轨道一定排满，即b=2，所以Y的最外层电子排布2s22p2，则Y为C元素；s轨道最多排两个电子，已知a≠b，则a=1，所以X的最外层电子排布为1s1，即X为H元素；Y、Z、W是位于P区的同一周期的元素，Y与W原子核外的未成对电子数相等，则W为O元素；RW2与ZW2-为等电子体，可知Z为N元素，R为S元素；Q为过渡金属元素，其原子核外没有未成对电子，则Q为Zn；

（1）Zn的核电荷数为30，其最外层电子排布式为4s2 ，SO2的分子中S原子孤电子对数==1，价层电子对数=2+1=3，故其空间构型为V形；

（2）CH4为正四面体，H2O为V形，④H3为三角锥形，水分子中含有2对孤对电子，氨气电子中含有1对孤对电子，孤对电子之间排斥作用大于孤对电子与成键电子层之间的排斥作用，所以键角由大到小排列的顺序是CH4＞NH3＞H2O，键角最小的是H2O；CO与N2互为等电子体，则CO分子中形成三键，且氧原子还提供1对孤对电子与碳原子形成配位键，则CO分子结构式为，；

（3）NH3分子为三角锥形，键角为107°，NH4+离子为正四面体，键角为109°28′，N原子价层电子对数均为4，均为sp3杂化，核外电子数均为10，则这个过程中发生改变的是微粒的空间构型和A-C-A的键角；

（4）立方ZnS晶体结构如图所示，一个晶胞中含有的Zn原子数为4×1=4；晶胞顶点S原子与晶胞平面中心S原子是距离相等且最近的，则与S原子最近且距离相等的S原子有12个，设最近的两个S原子的距离为acm，则晶胞棱长为acm，晶胞棱长与最近的两个S原子的距离之比为:1=1.4:1。

点睛：价层电子对互斥模型和微粒的空间构型的关系，根据价层电子对互斥理论来分析解答，注意孤电子对个数的计算方法，为易错点，注意实际空间构型要去掉孤电子对为解答关键，题目难度中等。价层电子对互斥模型（简称VSEPR模型），根据价电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数．σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=×（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数；分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；实际空间构型要去掉孤电子对，略去孤电子对就是该分子的空间构型。