Question

【化學(xué)-選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
X、Y、Z、Q、E、F六種元素中，X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍，Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）最高的元素，Q的核電荷數(shù)是X與Z的核電荷數(shù)之和，E在第二周期主族元素中電負(fù)性最大的元素．
請回答下列問題：
（1）XZ₂與YZ₂分子的立體結(jié)構(gòu)分別是

V形

和

直線形

，相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是

SO₂

（寫分子式），理由是

因?yàn)镃O₂是非極性分子，SO₂和H₂O都是極性分子，根據(jù)“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大

；
（2）Q的元素符號(hào)是

Cr

，它的核外電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

，在形成化合物時(shí)它的最高化合價(jià)為

+6

；
（3）用氫鍵表示式寫出E的氫化物溶液中存在的所有氫鍵

F-H…FF-H…O O-H…F O-H…O

．
（4）F的氫化物是一種堿性氣體，F(xiàn)還可與氫形成離子化合物FH₅，其電子式為

；其晶體的最小結(jié)構(gòu)單元如圖所示經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得CA₅晶體的密度為dg/cm³，阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示，則該晶體中陰離子與陽離子之間的最短距離為

3

2

3	19 NA?d

cm．

Answer 1

分析：根據(jù)電子的核外排布規(guī)律，能量最低原理，且X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，故X為硫元素，Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍，共有6個(gè)電子，Y為碳元素，Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）最高的元素為氧元素，Q的核電荷數(shù)是X與Z的核電荷數(shù)之和，Q的核電荷數(shù)為24，是鉻元素，在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大的是氟元素，即E為F元素，XZ₂與YZ₂分子為SO₂、CO₂，SO₂和H₂O都是極性分子，根據(jù)“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大，且H易與O、F、N形成氫鍵．
F與氫形成離子化合物FH₅，應(yīng)為NH₄H，為離子化合物，晶胞中含有一個(gè)“NH₄H分子”，設(shè)晶胞的邊長為acm，則有

19 NA

a3

=d，a=

3	19 NA ?

d，晶體中陰離子與陽離子之間的最短距離為頂點(diǎn)和體心的距離，為

3

2

× a=

3

2

3	19 NA?d

．

解答：解：根據(jù)電子的核外排布規(guī)律，能量最低原理，且X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，故X為硫元素，Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍，共有6個(gè)電子，Y為碳元素，Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）最高的元素為氧元素，Q的核電荷數(shù)是X與Z的核電荷數(shù)之和，Q的核電荷數(shù)為24，是鉻元素，在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大的是氟元素，即E為F元素，
（1）XZ₂與YZ₂分子為SO₂、CO₂，SO₂的價(jià)層電子對(duì)為3，其中孤電子對(duì)為

6-2×2

2

=1，SO₂含有2個(gè)δ鍵，分子的立體構(gòu)型為V形，CO₂的價(jià)層電子對(duì)為2，含有2個(gè)δ鍵，分子的立體構(gòu)型為直線形，CO₂是非極性分子，SO₂和H₂O都是極性分子，根據(jù)“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大，
故答案為：V形；直線形；SO₂；因?yàn)镃O₂是非極性分子，SO₂和H₂O都是極性分子，根據(jù)“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度較大；
（2）Q的核電荷數(shù)為24，是鉻元素，根據(jù)電子的核外排布規(guī)律，能量最低原理，，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，價(jià)層電子數(shù)位6，所以最高正價(jià)為+6價(jià)，
故答案為：Cr；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；+6；
（3）在HF的溶液中，含有氫鍵，其中F與H，O與H之間形成氫鍵，可表示為F-H…F，F(xiàn)-H…O，O-H…F，O-H…O，
故答案為：F-H…F，F(xiàn)-H…O，O-H…F，O-H…O；
（4）F的氫化物是一種堿性氣體，應(yīng)為NH₃，則F為N元素，F(xiàn)還可與氫形成離子化合物FH₅，則應(yīng)為NH₄H，為離子化合物，電子式為，
晶胞中含有的陽離子個(gè)數(shù)為1，陰離子個(gè)數(shù)為8×

1

8

=1，即晶胞中含有一個(gè)“NH₄H分子”，設(shè)晶胞的邊長為acm，則有

19 NA

a3

=d，a=

3	19 NA ?

d，晶體中陰離子與陽離子之間的最短距離為頂點(diǎn)和體心的距離，為

3

2

× a=

3

2

3	19 NA?d

，
故答案為：；

3

2

3	19 NA?d

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及原子結(jié)構(gòu)與元素周期律知識(shí)以及晶胞的計(jì)算、氫鍵等知識(shí)，題目難度較大，注意利用均攤法判斷晶胞問題．