Question

12．X、Y、Z為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大．X與氫元素可形成：H₂X、H₂X₂兩種化合物，且在常溫下均為液態(tài)；Y基態(tài)原子的M層電子數(shù)是K層的3倍；Z²⁺的3d軌道中有10個(gè)電子．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）X所在周期中第一電離能最大的主族元素是F（填元素符號(hào)）；H₂X₂分子中X原子的雜化方式是sp³．
（2）Y與X可形成YX₄^2-．
①YX₄^2-的立體構(gòu)型是正四面體．
②寫(xiě)出一種與YX₄^2-互為等電子體分子的化學(xué)式CCl₄等．
（3）Z的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[Z（NH₃）₄]Cl₂，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為16N_A．
（4）Y與Z形成化合物晶體的晶胞如圖所示．已知該晶體的密度為a g•cm^-3，則該晶胞的體積為$\frac{388}{a{N}_{A}}$cm³（N_A表示阿伏加德羅常數(shù)的值）．

Answer 1

分析 X、Y、Z為前四周期元素且原子序數(shù)依次增大．X與氫元素可形成：H₂X、H₂X₂兩種化合物，且在常溫下均為液態(tài)，則Y為O元素，形成的兩種化合物為H₂O、H₂O₂；Y基態(tài)原子的M層電子數(shù)是K層的3倍，則M層電子數(shù)為6，故Y為S元素；Z²⁺的3d軌道中有10個(gè)電子，Z原子核外電子數(shù)為2+8+18+2=30，故Z為Zn，據(jù)此解答．

解答 解：X、Y、Z為前四周期元素且原子序數(shù)依次增大．X與氫元素可形成：H₂X、H₂X₂兩種化合物，且在常溫下均為液態(tài)，則Y為O元素，形成的兩種化合物為H₂O、H₂O₂；Y基態(tài)原子的M層電子數(shù)是K層的3倍，則M層電子數(shù)為6，故Y為S元素；Z²⁺的3d軌道中有10個(gè)電子，Z原子核外電子數(shù)為2+8+18+2=30，故Z為Zn．
（1）同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢(shì)，X（O元素）所在周期中第一電離能最大的主族元素是F元素；H₂O₂分子結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，分子中O原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+$\frac{6-1×2}{2}$=4，故O原子的雜化方式是sp³雜化，故答案為：F；sp³；
（2）①SO₄^2-中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4，沒(méi)有孤電子對(duì)，故為正四面體構(gòu)型，故答案為：正四面體；
②原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的微�；�為等電子體，故與SO₄^2-互為等電子體分子為CCl₄等，故答案為：CCl₄等；
（3）[Zn（NH₃）₄]Cl₂中Zn²⁺與NH₃形成4個(gè)配位鍵，NH₃中含有3個(gè)N-H鍵，均為σ鍵，故1mol[Zn（NH₃）₄]Cl₂含有（4+3×4）mol=16molσ鍵，則含有σ鍵的數(shù)目為16N_A，故答案為：16N_A；
（4）晶胞中S原子數(shù)目為4，Zn原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故晶胞質(zhì)量為4×$\frac{32+65}{{N}_{A}}$g，晶體的密度為a g•cm^-3，則該晶胞的體積為：（4×$\frac{32+65}{{N}_{A}}$g）÷a g•cm^-3=$\frac{388}{a{N}_{A}}$cm³，故答案為：$\frac{388}{a{N}_{A}}$cm³．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、雜化理論、分子構(gòu)型、等電子體、化學(xué)鍵、晶胞計(jì)算等，難度中等，（3）為易錯(cuò)點(diǎn)，學(xué)生容易忽略配位鍵．