Question

4．W、X、Y、Z是短周期中原子序數(shù)依次增大的4種元素，W與Y、X與Z處于同期表同一主族，W元素以W-W鏈化合物構(gòu)成了生命界，Y元素以Y-X-Y鏈化合物構(gòu)成了礦物界．
（1）W原子價(jià)電子的軌道表達(dá)式為．
（2）WX的等電子體有N₂、CN^-等．WN^-與WX均為配合物中常見的配體，WN^-作配體時(shí)，提供孤電子對(duì)的通常是W原子而不是氮原子，其原因是碳元素的電負(fù)性小于氮元素的電負(fù)性．
（3）ZX₂的空間構(gòu)型是V形．
（4）YF₄遇水易發(fā)生水解，水解后產(chǎn)生的HF與部分YF₄生成配離子YF₆^2-，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3YF₄+4H₂O═H₄YO₄+2H₂YF₆．該反應(yīng)混合物中，中心眼子雜化方式相同的分子是SiF₄、H₂O、H₄SiO₄．
（5）一種石英晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，可以看成是在晶體硅的晶胞中每?jī)蓚�(gè)硅原子間插入一個(gè)氧原子而得到．其中硅原子的配位數(shù)為4；己知該晶體的密度為ag/cm³，則該晶胞的棱長為$\root{3}{\frac{480}{a{N}_{A}}}$×10¹⁰pm（用含a、N_A的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z是短周期中原子序數(shù)依次增大的4種元素，W與Y、X與Z處于同期表同一主族，W元素以W-W鏈化合物構(gòu)成了生命界，則W為C元素；W與Y同主族，則Y為Si元素；Y元素以Y-X-Y鏈化合物構(gòu)成了礦物界，則X為O元素；X與Z同主族，則Z為S元素；
（1）碳原子最外層有4個(gè)電子；
（2）原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)都相同的微�；�為等電子體；碳元素的電負(fù)性小于氮元素的電負(fù)性，碳原子對(duì)孤電子對(duì)的吸引能力較弱；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷；
（4）先判斷中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，再判斷雜化方式均；
（5）二氧化硅晶體中每個(gè)Si原子周圍連接4個(gè)O原子；該晶胞中Si原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+4=8，O原子數(shù)目為16，一個(gè)晶胞含有8個(gè)“SiO₂”結(jié)構(gòu)，所以一個(gè)晶胞的質(zhì)量為$\frac{60×8}{{N}_{A}}$=$\frac{480}{{N}_{A}}$，根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計(jì)算體積，再計(jì)算立方體的棱長．

解答 解：W、X、Y、Z是短周期中原子序數(shù)依次增大的4種元素，W與Y、X與Z處于同期表同一主族，W元素以W-W鏈化合物構(gòu)成了生命界，則W為C元素；W與Y同主族，則Y為Si元素；Y元素以Y-X-Y鏈化合物構(gòu)成了礦物界，則X為O元素；X與Z同主族，則Z為S元素；
（1）碳原子的最外層為L層，L層有4個(gè)電子，2個(gè)在2S上，2個(gè)在2P上，且自旋相同，碳的原子價(jià)電子的軌道表達(dá)式為；
故答案為：；
（2）CO中有2個(gè)原子、價(jià)電子為4+6=10，N₂、CN^-均與CO互為等電子體；CN^-作配體時(shí)，提供孤電子對(duì)的通常是C 原子而不是氮原子，因?yàn)樘荚�素的電�?fù)性小于氮元素的電負(fù)性，碳原子對(duì)孤電子對(duì)的吸引能力較弱；
故答案為：CN^-；碳元素的電負(fù)性小于氮元素的電負(fù)性；
（3）SO₂中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+$\frac{6-2×2}{2}$=3，含有一個(gè)孤電子對(duì)，則空間構(gòu)型是V形；
故答案為：V形；
（4）SiF₄遇水易發(fā)生水解，水解后產(chǎn)生的HF與部分SiF₄生成配離子SiF₆^2-，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3SiF₄+4H₂O═H₄SiO₄+2H₂SiF₆．該反應(yīng)混合物中，SiF₄、H₂O、H₄SiO₄的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，雜化方式均為sp³雜化；
故答案為：SiF₄、H₂O、H₄SiO₄；
（5）二氧化硅晶體中每個(gè)Si原子周圍連接4個(gè)O原子，則硅原子的配位數(shù)為4；該晶胞中Si原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+4=8，O原子數(shù)目為16，一個(gè)晶胞含有8個(gè)“SiO₂”結(jié)構(gòu)，所以一個(gè)晶胞的質(zhì)量為$\frac{60×8}{{N}_{A}}$=$\frac{480}{{N}_{A}}$，已知該晶體的密度為ag/cm³，則V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{\frac{480}{{N}_{A}}}{a}$cm³，則該晶胞的棱長為$\root{3}{\frac{480}{a{N}_{A}}}$×10¹⁰pm；
故答案為：4；$\root{3}{\frac{480}{a{N}_{A}}}$×10¹⁰．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、電子排布、雜化類型的判斷等知識(shí)點(diǎn)，明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)、雜化理論、原子結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)是解本題關(guān)鍵，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．