Question

【題目】X是第四周期元素，最外層只有1個(gè)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(gè)未成對(duì)電子。元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍。回答下列問題：

（1）單質(zhì)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(duì)原子質(zhì)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(hào)）。元素Y的含氧酸中，酸性最強(qiáng)的是___________________（寫化學(xué)式），該酸根離子的立體構(gòu)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(yīng)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(xué)式為____________，已知此晶體的密度為ρg·cm–3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則此晶胞中X與Y的最近距離是______________cm。（寫出計(jì)算式，不要求計(jì)算結(jié)果。）

Answer 1

【答案】 金屬晶體 12 Ar H2SO4 正四面體形4 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 16NA CuS 【答題空10】

【解析】元素X 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1，所以該原子有29個(gè)電子，為Cu元素；元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，則Y是S或Si元素，結(jié)合題中與Cu形成的晶胞結(jié)構(gòu)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(gè)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(nèi)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Cu元素，晶體類型為金屬晶體，屬于面心立方最密堆積。Cu原子的配位數(shù)為12；（2）已知元素Y可與元素Z的相對(duì)原子質(zhì)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(qiáng)的是H2SO4；SO42-中中心原子S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，立體構(gòu)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。（4）X的氯化物與氨水反應(yīng)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，因此1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為16NA。（5）由上述分析可知，該化合物的化學(xué)式為CuS，且每個(gè)晶胞中含有4個(gè)CuS。已知此晶體的密度為ρg·cm–3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a，則，再根據(jù)晶胞中Cu原子與S原子之間最短距離為對(duì)角線的1/4，而對(duì)角線為，所以Cu原子與S原子之間最短距離為。