Question

18．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．
（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YZ₄^2-
①YZ₄^2-的空间构型为水分子与乙醇分子之间形成氢键（用文字描述）．
②写出一种由第三周期元素组成的与YZ₄^2-互为等电子体的分子的化学式：SiCl₄．
（4）X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X（NH₃）₄]Cl₂，1mol该配合物中含有σ键的数目为16×6.02×10²³．

Answer 1

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，则内层电子数=2+8+18=28，且最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，为Zn元素；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，外围电子排布为3s²p⁴，则Y是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，所以Z是O元素，据此解答．

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，则内层电子数=2+8+18=28，且最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，为Zn元素；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，外围电子排布为3s²p⁴，则Y是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，所以Z是O元素．
（1）氢化物H₂S分子中，S原子轨道价层电子对数=2+$\frac{6-1×2}{2}$=4，故S原子采取sp³杂化，
故答案为：sp³；
（2）水分子与乙醇分子之间形成氢键，氢化物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）①SO₄^2-中S原子的价层电子数=4+$\frac{1}{2}$（6+2-4×2）=4，且没有孤电子对，所以是正四面体结构，
故答案为：正四面体；
②YZ₄^2-为SO₄^2-，由第三周期元素组成的与之互为等电子体的分子为SiCl₄，
故答案为：SiCl₄；
（4）配合物[Zn（NH₃）₄]Cl₂中，锌离子与氨分子之间有4个配位键，每个氨分子中有3个共价键，所以1mol该配合物中含有含有σ键为16mol，即含有σ键的数目为16×6.02×10²³个，
故答案为：16×6.02×10²³．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、原子杂化方式、空间构型、等电子体、配合物等，难度不大，推断元素种类是解题的关键，（4）为易错点，学生容易忽略配位键．