Question

【題目】【化學——選修物質結構與性質】

X是第四周期元素，最外層只有1個電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有2個未成對電子。元素Z 的原子最外層電子數(shù)是其內層的3倍�；卮鹣铝袉栴}：

（1）元素X在元素周期表中位于 區(qū)，單質X的晶體類型為 ，其中X原子的配位數(shù)為 。

（2）已知元素Y可與元素Z的相對原子質量只差為16，則元素Y基態(tài)原子的外圍電子排布圖為 ，其同周期元素中，第一電離能最大的是________________（寫元素符號）。元素Y的含氧酸中，酸性最強的是_____________（寫化學式），該酸根離子的立體構型為_____________。

（3）Z的氫化物在乙醇中的溶解度大于Y的氫化物，其原因是 。

（4）X的氯化物與氨水反應可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為 。

（5）X與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。

該化合物的化學式為_______________，已知此晶體的密度為ρg·cm–3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則此晶胞中X與Y的最近距離是 cm。（寫出計算式，不要求計算結果。）

Answer 1

【答案】（1）ds；金屬晶體；12

（2）；Ar；H2SO4；正四面體形

（3）水分子與乙醇分子間可形成氫鍵，而硫化氫不能，所以硫化氫在乙醇中的溶解度小于水的溶解度

（4）16NA（5）ZnS

【解析】

試題分析：元素X 位于第四周期，其基態(tài)原子的內層軌道全部排滿電子，則內層電子數(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；元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有2個未成對電子，則Y是S或Si元素，結合題中與Zn形成的晶胞結構可知，在晶胞中X離子數(shù)為8×1/8+6×1/2=4，Y離子數(shù)為4，所以X、Y的個數(shù)比為1：1，可推得Y為S元素；元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內層的3倍，元素最外層電子數(shù)小于或等于8，所以Z是O元素。

（1）由以上分析可知，X為Zn元素，在元素周期表中位于ds區(qū)，單質X的晶體類型為金屬晶體，屬于面心立方結構。X原子的配位數(shù)為12。故答案為：ds；金屬晶體；12；

（2）已知元素Y可與元素Z的相對原子質量只差為16，則元素Y為硫元素，其基態(tài)原子的外圍電子排布圖為；其同周期元素中，第一電離能最大的是Ar。元素Y的含氧酸中，酸性最強的是H2SO4；SO42-的立體構型為正四面體形。

（3）Z的氫化物是水、Y的氫化物是硫化氫，由于水分子與乙醇分子間能形成氫鍵，而硫化氫不能，所以水在乙醇中的溶解度大于硫化氫。故答案為：水分子與乙醇分子間可形成氫鍵，而硫化氫不能，所以硫化氫在乙醇中的溶解度小于水的溶解度；

（4）X的氯化物與氨水反應可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，該化合物中N-H鍵及配位鍵均是σ鍵，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為16。

（5）由上述分析可知，該化合物的化學式為ZnS，且每個晶胞中含有4個ZnS。已知此晶體的密度為ρg·cm–3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，設晶胞的邊長為a，則，再根據(jù)晶胞中Zn原子與S原子之間最短距離為對角線的1/4，而對角線為，所以Zn原子與S原子之間最短距離為。