Question

【化學-選修物質結構與性質】
X、Y、Z、Q、E、F六種元素中，X原子核外的M層中只有兩對成對電子，Y原子核外的L層電子數是K層的兩倍，Z是地殼內含量（質量分數）最高的元素，Q的核電荷數是X與Z的核電荷數之和，E在第二周期主族元素中電負性最大的元素．
請回答下列問題：
（1）XZ₂與YZ₂分子的立體結構分別是

V形

和

直線形

，相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是

SO₂

（寫分子式），理由是

因為CO₂是非極性分子，SO₂和H₂O都是極性分子，根據“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大

；
（2）Q的元素符號是

Cr

，它的核外電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

，在形成化合物時它的最高化合價為

+6

；
（3）用氫鍵表示式寫出E的氫化物溶液中存在的所有氫鍵

F-H…FF-H…O O-H…F O-H…O

．
（4）F的氫化物是一種堿性氣體，F還可與氫形成離子化合物FH₅，其電子式為

；其晶體的最小結構單元如圖所示經實驗測得CA₅晶體的密度為dg/cm³，阿伏加德羅常數用N_A表示，則該晶體中陰離子與陽離子之間的最短距離為

3

2

3	19 NA?d

cm．

Answer 1

分析：根據電子的核外排布規律，能量最低原理，且X原子核外的M層中只有兩對成對電子，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，故X為硫元素，Y原子核外的L層電子數是K層的兩倍，共有6個電子，Y為碳元素，Z是地殼內含量（質量分數）最高的元素為氧元素，Q的核電荷數是X與Z的核電荷數之和，Q的核電荷數為24，是鉻元素，在元素周期表的各元素中電負性最大的是氟元素，即E為F元素，XZ₂與YZ₂分子為SO₂、CO₂，SO₂和H₂O都是極性分子，根據“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大，且H易與O、F、N形成氫鍵．
F與氫形成離子化合物FH₅，應為NH₄H，為離子化合物，晶胞中含有一個“NH₄H分子”，設晶胞的邊長為acm，則有

19 NA

a3

=d，a=

3	19 NA ?

d，晶體中陰離子與陽離子之間的最短距離為頂點和體心的距離，為

3

2

× a=

3

2

3	19 NA?d

．

解答：解：根據電子的核外排布規律，能量最低原理，且X原子核外的M層中只有兩對成對電子，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，故X為硫元素，Y原子核外的L層電子數是K層的兩倍，共有6個電子，Y為碳元素，Z是地殼內含量（質量分數）最高的元素為氧元素，Q的核電荷數是X與Z的核電荷數之和，Q的核電荷數為24，是鉻元素，在元素周期表的各元素中電負性最大的是氟元素，即E為F元素，
（1）XZ₂與YZ₂分子為SO₂、CO₂，SO₂的價層電子對為3，其中孤電子對為

6-2×2

2

=1，SO₂含有2個δ鍵，分子的立體構型為V形，CO₂的價層電子對為2，含有2個δ鍵，分子的立體構型為直線形，CO₂是非極性分子，SO₂和H₂O都是極性分子，根據“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大，
故答案為：V形；直線形；SO₂；因為CO₂是非極性分子，SO₂和H₂O都是極性分子，根據“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大；
（2）Q的核電荷數為24，是鉻元素，根據電子的核外排布規律，能量最低原理，，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，價層電子數位6，所以最高正價為+6價，
故答案為：Cr；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；+6；
（3）在HF的溶液中，含有氫鍵，其中F與H，O與H之間形成氫鍵，可表示為F-H…F，F-H…O，O-H…F，O-H…O，
故答案為：F-H…F，F-H…O，O-H…F，O-H…O；
（4）F的氫化物是一種堿性氣體，應為NH₃，則F為N元素，F還可與氫形成離子化合物FH₅，則應為NH₄H，為離子化合物，電子式為，
晶胞中含有的陽離子個數為1，陰離子個數為8×

1

8

=1，即晶胞中含有一個“NH₄H分子”，設晶胞的邊長為acm，則有

19 NA

a3

=d，a=

3	19 NA ?

d，晶體中陰離子與陽離子之間的最短距離為頂點和體心的距離，為

3

2

× a=

3

2

3	19 NA?d

，
故答案為：；

3

2

3	19 NA?d

．

點評：本題考查較為綜合，涉及原子結構與元素周期律知識以及晶胞的計算、氫鍵等知識，題目難度較大，注意利用均攤法判斷晶胞問題．