Question

現(xiàn)有X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大的四種元素，常溫下X元素單質(zhì)的密度在自然界中最小，Y是短周期元素中未成對(duì)電子數(shù)與原子序數(shù)之比最大的原子，Z元素基態(tài)原子的核外電子排布式中，s亞層電子總數(shù)與p亞層電子總數(shù)相等，且Y與Z可形成多種氣態(tài)化合物，W是常見的有色可變價(jià)金屬單質(zhì)，常溫下可溶于Y的最高價(jià)氧化物水化物中，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1．
（1）Y與W所形成化合物晶體的晶胞如圖所示．在1個(gè)晶胞中，W離子的數(shù)目為

 

．
（2）在Y與X形成的分子中，Y原子軌道的雜化類型是

 

．
（3）X與Y形成的氣態(tài)物質(zhì)在X與Z形成的氣態(tài)物質(zhì)中有很大的溶解度，其原因是存在氫鍵，若在兩種氫化物的混合溶液中，再滴加少量的乙醇，則分子間存在

 

種不同類型的氫鍵．
（4）Y與Z可形成化合物Y₂Z．
①請(qǐng)寫出一種與Y₂Z互為等電子體的分子的化學(xué)式

 

．
②請(qǐng)預(yù)測(cè)Y₂Z分子的空間構(gòu)型為

 

．
（5）Y與Z元素相比，基態(tài)原子的第一電離能誰大？

 

（用元素名稱回答）．
（6）X的氯化物與Y元素的氣態(tài)氫化物的水溶液反應(yīng)可形成配合物[W（YX₃）₄]Cl₂，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為

 

個(gè)．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：常溫下X元素單質(zhì)的密度在自然界中最小，是H，Y是短周期元素中未成對(duì)電子數(shù)與原子序數(shù)之比最大的原子，是N，Z元素基態(tài)原子的核外電子排布式中，s亞層電子總數(shù)與p亞層電子總數(shù)相等是1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，但Y與Z可形成多種氣態(tài)化合物，因此是O，W的基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為1，是Cu，據(jù)此答題．

解答： 解：常溫下X元素單質(zhì)的密度在自然界中最小，是H，Y是短周期元素中未成對(duì)電子數(shù)與原子序數(shù)之比最大的原子，是N，Z元素基態(tài)原子的核外電子排布式中，s亞層電子總數(shù)與p亞層電子總數(shù)相等是1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，但Y與Z可形成多種氣態(tài)化合物，因此是O，W的基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為1，是Cu，
（1）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法可知N：8×

1

8

=1，Cu：12×

1

4

=3，故答案為：3；
（2）在NH₃中N原子成3個(gè)σ鍵，有一對(duì)未成鍵的孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp³型雜化，故答案為：sp³；
（3）水、氨氣、乙醇形成的氫鍵可表示如下：，所以共有9種不同類型的氫鍵，故答案為：9；
（4）①與N₂O互為等電子體的分子的化學(xué)式是CO₂，互為等電子體的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)相似，因此②N₂O的空間構(gòu)型為直線形，故答案為：①CO₂；②直線形；
（5）N原子的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，而原子處于半充滿、全充滿、全空是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此第一電離能N＞O，故答案為：N；
（6）Cu（NH₃）₄Cl₂分子中的1個(gè)NH₃含4個(gè)σ鍵，4個(gè)NH₃含12個(gè)σ鍵，4個(gè)NH₃與Cu²⁺形成4個(gè)配位鍵，因此共含16個(gè)σ鍵，所以1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為16N_A或16×6.02×10²³個(gè)，
故答案為：16N_A或16×6.02×10²³．

點(diǎn)評(píng)：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，涉及晶胞結(jié)構(gòu)、氫鍵、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、雜化軌道、等電子體、化學(xué)鍵等，題目難度中等．