Question

【题目】X、Y、Z、W为元素周期表前四周期的元素。其中X为形成的化合物中种类最多的元素，Y的内层电子数是最外层电子数的9倍，Z在元素周期表的各元素中电负性最大，W元素的第三电子层处于全充满状态且第四电子层只有2个电子。请回答下列问题．

（1）W元素在元素周期表中的位置为____________________________。

（2）比较XZ4和YZ2的熔沸点大小并说明理由________________________。

（3）W2+能与氨气分子形成配离子[W(NH3)4]2+。写出该配离子的结构简式(标明配位键)__。

（4）X能与氢、氮，氧三种元素构成化合物XO(NH2)2，其中X原子的杂化方式为__，1mol分子中σ键的数目为__，该物质易溶水的主要原因是_______________________。

（5）X的某种晶体为层状结构，可与熔融金属钾作用、钾原子填充在各层之间，形成间隙化合物，其常见结构的平面投影如图①所示，则其化学式时表示为_________。

（6）元素Y与元素Z形成的晶体结构如图②所示，晶胞中Y离子的配位数为_______。

Answer 1

【答案】第四周期ⅡB族 CF4比CaF2熔沸点低，原因是： CF4的晶体是分子晶体，熔融和沸腾时克服的是分子间作用力，CaF2是离子晶体，熔融和沸腾时克服的是离子键，分子间作用力比离子键弱的多 sp2 7NA CO(NH2)2分子与水分子之间能形成氢键 KC8 8

【解析】

X、Y、Z、M为元素周期表前四周期的元素，X原子核外的L层电子数是K层电子数的两倍，则X有2个电子层，最外层电子数为4，故X为C元素；Y的内层电子数是最外层电子数的9倍，Y只能处于第四周期，最外层电子数只能为2，内层电子总数为18，核外电子总数为20，故Y为Ca元素；Z在元素周期表的各元素中电负性最大，则Z为F元素，W元素的第三电子层处于全充满状态且第四电子层只有2个电子，则W的质子数为2+8+18+2=30，即W为Zn；可在此基础上对解各小题。

根据分析，X、Y、Z、W分别是C、Ca、F、Zn。

(1)W元素是Zn元素，核电荷数为30，在元素周期表中的位置为第四周期ⅡB族。答案为：第四周期ⅡB族

(2)XZ4和YZ2分别是CF4和CaF2，CF4的晶体是分子晶体，熔融和沸腾时克服的是分子间作用力，CaF2是离子晶体，熔融和沸腾时克服的是离子键。分子间作用力比离子键弱的多，所以，CF4比CaF2熔沸点低。答案为：CF4比CaF2熔沸点低，原因是： CF4的晶体是分子晶体，熔融和沸腾时克服的是分子间作用力，CaF2是离子晶体，熔融和沸腾时克服的是离子键，分子间作用力比离子键弱的多

(3)W2+和[W(NH3)4]2+分别是Zn2+和[Zn(NH3)4]2+，[Zn(NH3)4]2+中Zn2+有空轨道，每个N有一对孤对电子，所以Zn2+和4个NH3形成4个配位键，则配离子的结构简式为。答案为：

(4)X为C元素，则XO(NH2)2分子的结构简式为，C和3个原子相连，没有孤对电子，所以该分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化，分子有1个双键，所含π键数目为1，σ键数目为1；单键数为6，均为σ键，所以σ键总数为1+6=7，所以1mol尿素中含有7molσ键，即7NA个σ键；因为含O和-NH2，与水分子间易形成氢键，所以该物质易溶水。答案为：sp2；7NA；CO(NH2)2分子与水分子之间能形成氢键

(5)可以取如下图粗线所示的平行四边形为计算单位：

平行四边形顶点为钾，其完全占有的钾原子数是4×=1，平行四边形内含有的碳原子数是8，故碳原子数和钾原子数之比是8∶1，则其化学式可表示为KC8。答案为：KC8

(6)Y的离子是Ca2+，Z的离子是F-，所以Y和Z离子个数比为1：2，每个晶胞中位于顶点和面心的小球占有数是：8×+6×=4，晶体内的大球数为8，小球和大球的个数比为4：8=1：2，为保持电中性，小球应为Y离子(Ca2+)，大球应为Z离子(F-)，以该晶胞中位于顶点的一个Y的离子分析，每个晶胞中有一个距离Y离子最近的Z离子，而顶点为8个晶胞共用，所以晶胞中Y离子的配位数为8。答案为：8