Question

1．短周期元素X、Y的價電子數(shù)相同，且原子序數(shù)比等于$\frac{1}{2}$；元素Z位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2．
（1）Y基態(tài)原子的價電子排布式為3s²3p⁴．
（2）預(yù)測Na₂Y、H₂Y在乙醇中的溶解度大小Na₂S＞H₂S．
（3）Y與X可形成YX₃^2-．YX₃^2-的立體構(gòu)型為三角錐形（用文字描述），Y原子軌道的雜化類型是sp³．寫出一種由Y的同周期元素Q、V形成的與YX₃^2-互為等電子體的分子的化學(xué)式PCl₃．
（4）Y與Z所形成化合物晶體的晶胞如圖所示，該化合物的化學(xué)式為ZnS．其晶胞邊長為540.0pm，密度為$\frac{\frac{4}{6.02×1{0}^{23}}mol×97g/mol}{（540.0×1{0}^{-10}cm）^{3}}=4.1$g•cm^-3（列式并計(jì)算）．
（5）2mol配合物[Z（NH₃）₄]SO₄含有σ鍵的數(shù)目為40N_A．

Answer 1

分析 短周期元素X、Y的價電子數(shù)相同，價電子數(shù)相同的短周期元素的序數(shù)差為2或者8，且原子序數(shù)比等于$\frac{1}{2}$，所以元素X、Y分別為O、S；
元素Z 位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，則內(nèi)層電子數(shù)=2+8+18=28，且最外層電子數(shù)為2，所以該原子有30個電子，為Zn元素．
O原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，S原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，Zn原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，據(jù)此作答．
（1）Y在周期表為第三周期，第VIA族，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴；
（2）結(jié)合相似相溶原理解答，乙醇為極性溶劑，溶解極性較大的物質(zhì)；
（3）根據(jù)VSEPR理論和雜化軌道理論判斷YX₃^2-的立體構(gòu)型；等電子體求法通常采用上下左右平移元素，同時調(diào)電子的方法求得；
（4）根據(jù)晶體密度公式求解：$ρ=\frac{z{M}_{r}}{{N}_{A}V}$，這里z是一個晶胞粒子數(shù)，Mr為一個粒子的相對質(zhì)量，V為一個晶胞體積；
（5）配位鍵也屬于共價鍵，一個配體NH₃有4根共價鍵，SO₄^2-有4根共價鍵，因此1mol配合物含有共價鍵數(shù)目為4×4mol+4mol=20mol，據(jù)此解答．

解答 解：（1）Y在周期表為第三周期，第VIA族，價電子排布式為3s²3p⁴，
故答案為：3s²3p⁴；
（2）Na₂Y為Na₂S，H₂Y為H₂S，乙醇為極性溶劑，根據(jù)相似相溶原理，應(yīng)溶解極性較大的，這里Na₂S是離子性為主，而離子鍵是共價鍵的極端，是極性，因此溶解度Na₂S＞H₂S，
故答案為：Na₂S＞H₂S；
（3）Y與X可形成YX₃^2-，為SO₃^2-，根據(jù)VSEPR理論SO₃^2-，對于，鍵合電子對數(shù)為BP=3，孤電子對數(shù)為$LP=\frac{6-2×3+2}{2}=1$，則其價電子對數(shù)為VP=BP+LP=4，根據(jù)雜化軌道理論，中心原子S為sp³雜化，但存在一對孤電子對，因此YX₃^2-立體構(gòu)型為三角錐形，Y原子，即S原子的雜化軌道類型為sp³；等電子體是指原子數(shù)相同，價電子數(shù)相同的粒子，因此由Y的同周期元素Q、V形成的與YX₃^2-互為等電子體的分子，其化學(xué)式為PCl₃，
故答案為：三角錐形；sp³；PCl₃；
（4）立方晶胞，頂點(diǎn)粒子占$\frac{1}{8}$，面心粒子占$\frac{1}{2}$，晶胞內(nèi)部粒子為整個晶胞所有，Y為S，Z為Zn，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，一個晶胞中含有S的個數(shù)為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}=4$，含有Zn的個數(shù)為4，因此該化合物的化學(xué)式為ZnS；
記晶胞邊長為a=540.0pm，則一個晶胞的體積為${V}_{0}={a}^{3}=（540.0×1{0}^{-10}cm）^{3}$，取1mol晶胞，則1mol晶胞的質(zhì)量為m=4×97g，1mol晶胞含有N_A個晶胞，所以晶體密度為$ρ=\frac{m}{{N}_{A}{V}_{0}}$=$\frac{\frac{4}{6.02×1{0}^{23}/mol}×97g/mol}{（540.0×1{0}^{-10}cm）^{3}}=4.1$，
故答案為：ZnS；$\frac{\frac{4}{6.02×1{0}^{23}/mol}×97g/mol}{（540.0×1{0}^{-10}cm）^{3}}=4.1$；
（5）配合物[Z（NH₃）₄]SO₄為[Zn（NH₃）₄]SO₄，其中配體為NH₃，N上一對孤電子對與中心離子Zn²⁺提供的空軌道形成配位鍵，中心離子的雜化軌道類型為sp³雜化，配位鍵也屬于σ鍵，一個NH₃作為配體，占有4根σ鍵，SO₄^2-中也有4根σ鍵，因此1mol配合物中，含有σ鍵數(shù)目為4×4+4=20mol，2mol配合物則有40molσ鍵，即40N_A，
故答案為：40．

點(diǎn)評 本題主要考察物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識，包括價電子排布式，相似相溶原理，價層電子對互斥理論，雜化軌道理論，晶胞的計(jì)算，配合物的相關(guān)知識．題目難度不大，是基礎(chǔ)題．