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20.元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2.元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子.元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍.
(1)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是sp3杂化.
(2)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是水分子与乙醇分子之间形成氢键.
(3)Y与Z可形成YZ42-
①YZ42-的空间构型为正四面体(用文字描述).
②写出一种与YZ42-互为等电子体的分子的化学式:CCl4或SiCl4
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH34]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为16NA

分析 元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2,核外电子数为2+8+18+2=30,则X为Zn;元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子,则Y为S元素;元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故Z为O元素.
(1)H2S分子中S原子形成2个σ键,含有2对孤对电子,杂化轨道数目为4;
(2)水分子与乙醇分子之间形成氢键;
(3)①计算SO42-中S原子孤电子对数、价层电子对数确定其空间结构;
②原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体;
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH34]Cl2,1mol该配合物中含有12molN-H、4mol配位键.

解答 解:元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2,核外电子数为2+8+18+2=30,则X为Zn;元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子,则Y为S元素;元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故Z为O元素.
(1)氢化物H2S分子中S原子形成2个σ键,含有2对孤对电子,杂化轨道数目为4,故S原子采取sp3杂化,
故答案为:sp3杂化;
(2)水分子与乙醇分子之间形成氢键,H2O在乙醇中的溶解度大于H2S,
故答案为:水分子与乙醇分子之间形成氢键;
(3)①SO42-中S原子孤电子对数为$\frac{6+2-2×4}{2}$=0,价层电子对数为4+0=4,故其空间结构为正四面体,
故答案为:正四面体;
②原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体,一种与SO42-互为等电子体的分子的化学式:CCl4或SiCl4
故答案为:CCl4或SiCl4
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH34]Cl2,1mol该配合物中含有12molN-H、4mol配位键,故含有σ 键的数目为16NA
故答案为:16NA

点评 本题是对物质结构与性质的考查,涉及核外电子排布、杂化方式与空间构型判断、氢键、配合物等,难度不大,元素推断是解题的关键,注意氢键对物质性质的影响.

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