Question

【題目】X是第四周期元素，最外層只有1個電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y基態原子的3p軌道上有2個未成對電子。元素Z的原子最外層電子數是其內層的3倍。回答下列問題：

（1）單質X的晶體類型為____________，其中X原子的配位數為______________。

（2）已知元素Y可與元素Z的相對原子質量只差為16，則元素Y基態原子的外圍電子排布圖為_____________，其同周期元素中，第一電離能最大的是______（寫元素符號）。元素Y的含氧酸中，酸性最強的是___________________（寫化學式），該酸根離子的立體構型為_________________。

（3）Z的氫化物在乙醇中的溶解度大于Y的氫化物，其原因是______________________。

（4）X的氯化物與氨水反應可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ鍵的數目為______________________。

（5）X與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。該化合物的化學式為____________，已知此晶體的密度為ρg·cm–3，阿伏加德羅常數為NA，則此晶胞中X與Y的最近距離是______________cm。（寫出計算式，不要求計算結果。）

Answer 1

【答案】 金屬晶體 12 Ar H2SO4 正四面體形4 水分子與乙醇分子間可形成氫鍵，而硫化氫不能，所以硫化氫在乙醇中的溶解度小于水的溶解度 16NA CuS 【答題空10】

【解析】元素X 位于第四周期，其基態原子的內層軌道全部排滿電子，則內層電子數=2+8+18=28，且最外層電子數為1，所以該原子有29個電子，為Cu元素；元素Y基態原子的3p軌道上有2個未成對電子，則Y是S或Si元素，結合題中與Cu形成的晶胞結構可知，在晶胞中X離子數為8×1/8+6×1/2=4，Y離子數為4，所以X、Y的個數比為1：1，可推得Y為S元素；元素Z的原子最外層電子數是其內層的3倍，元素最外層電子數小于或等于8，所以Z是O元素。

（1）由以上分析可知，X為Cu元素，晶體類型為金屬晶體，屬于面心立方最密堆積。Cu原子的配位數為12；（2）已知元素Y可與元素Z的相對原子質量只差為16，則元素Y為硫元素，其基態原子的外圍電子排布圖為；其同周期元素中，第一電離能最大的是Ar。元素Y的含氧酸中，酸性最強的是H2SO4；SO42-中中心原子S原子的價層電子對數是4，立體構型為正四面體形。（3）Z的氫化物是水、Y的氫化物是硫化氫，由于水分子與乙醇分子間能形成氫鍵，而硫化氫不能，所以水在乙醇中的溶解度大于硫化氫。（4）X的氯化物與氨水反應可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，該化合物中N-H鍵及配位鍵均是σ鍵，因此1mol該配合物中含有σ鍵的數目為16NA。（5）由上述分析可知，該化合物的化學式為CuS，且每個晶胞中含有4個CuS。已知此晶體的密度為ρg·cm–3，阿伏伽德羅常數為NA，設晶胞的邊長為a，則，再根據晶胞中Cu原子與S原子之間最短距離為對角線的1/4，而對角線為，所以Cu原子與S原子之間最短距離為。