Question

四種元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它們的核電荷數(shù)依次增加，且核電荷數(shù)之和為51；Y原子的L層p軌道中有2個電子；Z與Y原子的價層電子數(shù)相同；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1．
（1）Z與X形成只含一個中心原子的共價化合物，則它的分子式是

 

，其分子的立體結構是

 

．
（2）Y的最高價氧化物晶體類型是

 

晶體．X的氧化物與Y的最高氧化物中，分子極性較小的是（填分子式）

 

．
（3）如圖a是W的某種氧化物的晶胞結構示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個數(shù)為

 

．（圖中實心球表示W(wǎng)元素）
（4）銅元素和W元素都位于周期表的ds區(qū)，膽礬CuSO₄?5H₂O可寫成[Cu（H₂O）₄]SO₄?H₂O，其結構示意圖如圖b，有關它的說法正確的是

 

（填字母）．
A．該膽礬晶體中存在配位鍵、共價鍵和離子鍵
B．該結構中還存在金屬鍵，極性共價鍵
C．膽礬是分子晶體，分子間存在氫鍵
D．膽礬中的水在不同溫度下會分步失去
（5）往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺配離子．已知NF₃與NH₃的空間構型都是三角錐形，單NF₃不易與Cu²⁺形成配離子，其原因是

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,配合物的成鍵情況,晶胞的計算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：Y原子的L層p軌道中有2個電子，其核外電子排布式為1s²2s²2p²，則Y為碳元素；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1，含有d軌道處于第四周期，最外層電子數(shù)為3，d軌道電子數(shù)為10，則其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，故W為鋅元素；Z與Y原子的價電子數(shù)相同，最外層為四個電子且均位于元素周期表的前四周期，原子序數(shù)小于Zn，則Z為硅元素；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，為30號鋅元素；四元素核電荷數(shù)之和為51，故X原子核電荷數(shù)=51-30-6-14=1，則X為氫元素，據(jù)此解答．

解答： 解：Y原子的L層p軌道中有2個電子，其核外電子排布式為1s²2s²2p²，則Y為碳元素；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1，含有d軌道處于第四周期，最外層電子數(shù)為3，d軌道電子數(shù)為10，則其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，故W為鋅元素；Z與Y原子的價電子數(shù)相同，最外層為四個電子且均位于元素周期表的前四周期，原子序數(shù)小于Zn，則Z為硅元素；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4：1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5：1，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，為30號鋅元素；四元素核電荷數(shù)之和為51，故X原子核電荷數(shù)=51-30-6-14=1，則X為氫元素，
（1）Si與H形成只含一個中心原子的共價化合物為SiH₄，硅烷分子中Si原子形成4個σ鍵不含孤電子對，所以Si原子都是采取sp³雜化，硅烷分子是正四面體構型，
故答案為：SiH₄；正四面體；
（2）Y元素最高價氧化物為二氧化碳，晶體類型為分子晶體，X的氧化物為水，水分子中有兩對孤電子對，是極性分子，二氧化碳是直線型分子，為非極性分子，所以CO₂的分子極性較小，故答案為：分子；CO₂；
（3）根據(jù)晶胞結構圖，利用均攤法可得，在晶胞中含有陰離子數(shù)為8×

1

8

+2×

1

2

+4×

1

4

+1=4，故答案為：4；
（4）A．在上述結構示意圖中，存在O→Cu配位鍵，H-O、S-O共價鍵和Cu、O離子鍵，故A正確；
B．在金屬晶體中存在金屬鍵，而該物質是離子晶體，所以該結構中不存在金屬鍵，故B錯誤；
C．膽礬是五水硫酸銅，膽礬是由水合銅離子及硫酸根離子構成的，屬于離子晶體，故C錯誤；
D．由于膽礬晶體中水兩類，一類是形成配體的水分子，一類是形成氫鍵的水分子，結合上有著不同，因此受熱時也會因溫度不同而得到不同的產(chǎn)物，故D正確．
故選AD．
（5）N、F、H三種元素的電負性：F＞N＞H，所以NH₃中共用電子對偏向N，而在NF₃中，共用電子對偏向F，偏離N原子，
故答案為：F的電負性比N大，N-F成鍵電子對向F偏移，導致NF₃中N原子核對其孤對電子的吸引能力增強，難以形成配位鍵，故NF₃不易與Cu²⁺形成配離子（或在NF₃中氟原子非金屬性強，是吸電子的，使得氮原子上的孤對電子難于與Cu²⁺形成配位鍵）．

點評：本題考查分子空間構型、分子的極性、晶胞的結構、配合物成鍵狀況等知識點，題目難度中等，學習中注意充分運用原子結構的相關知識確定元素的種類．