Question

四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为51；Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z与Y原子的价层电子数相同；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4︰1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5︰1。

（1）Z与X形成只含一个中心原子的共价化合物，则它的分子式是      ，其分子的立体结构是      。

（2）Y的最高价氧化物晶体类型是       晶体。X的氧化物与Y的最高氧化物中，分子极性较小的是（填分子式）       。

（3）右图是W的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为        。(图中实心球表示W元素)

（4）铜元素和W元素都位于周期表的ds区，胆矾CuSO₄·5H₂O可写成[Cu(H₂O)₄]SO₄ ·H₂O，其结构示意图如右，有关它的说法正确的是         ________（填字母）。

A．该胆矾晶体中存在配位键、共价键和离子键

B．该结构中还存在金属键，极性共价键

C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键

D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去

（5）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH₃)₄]^2＋配离子。已知NF₃与NH₃的空间构型都是三角锥形，单NF₃不易与Cu^2＋形成配离子，其原因是              。

Answer 1

【知识点】分子结构、晶胞计算、化学键配合物

【答案解析】(1)   SiH₄    正四面体  （各1分）

（2）分子    CO2   （各1分）

（3） 4    （2分）

（4）   AD  （2分）

 (5) NF₃分子中氟原子非金属性强是吸电子的，使得氮原子上的孤对电子难于与Cu^2＋形成配位键。（2分）

  解析：Y原子的L层p轨道中有2个电子，所以其核外电子排布式为1s²2s²2p²，为6号元素碳；Z与Y原子的价电子数相同，最外层为四个电子且均位于元素周期表的前四周期，为14号元素硅；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，所以其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，为30号锌元素；电荷数之和为51，51-30-6-14=1，则X的原子序数是1，是元素氢。

（1）Si与H形成只含一个中心原子的共价化合物SiH₄，硅烷分子中含有4个σ键不含孤电子对，所以都是采取sp³杂化，立体构型是正四面体构型；（2）Y元素最高价氧化物为二氧化碳，晶体类型为分子晶体；X的氧化物是水，水是极性分子，二氧化碳是非极性分子，所以分子极性较小的是CO₂；(3)从图中可以看出阴离子在晶胞有四类：顶点（8个）、棱上（4个）、面上（2个）、体心（1个），根据立方体的分摊法，可知该晶胞中阴离子数目为：8×1/8 +4×1/4 +2×1/2 +1=4；（4）A．在上述结构示意图中，存在O→Cu配位键，H-O、S-O共价键和Cu、O离子键，故A正确；B．在上述结构示意图中，存在极性共价键，不存在金属键，故B错误；C．胆矾是五水硫酸铜，胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子晶体，故C错误；D．由于胆矾晶体中水两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，结合上有着不同，因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物，故D正确；（5）N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH₃中共用电子对偏向N，而在NF₃中，共用电子对偏向F，偏离N原子，导致NF₃中N原子的孤对电子难以形成配位键，故NF₃不易与Cu²⁺形成配离子。

【思路点拨】本题以元素的推断为载体考查了核外电子排布式的书写、分子中原子杂化方式的判断等知识点，离子晶体的晶胞结构、化学键、物质性质、配合物成键状况的了解，题目难度中等，学习中注意加强对晶胞以及晶体结构的分析。