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依次增加，且核電荷數之和為51；Y原子的L層p軌道中有2個電子；Z與Y原子的價層電子數相同；W原子的L層電子數與最外層電子數之比為4︰1，其d軌道中的電子數與最外層電子數之比為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）右圖是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為        。(圖中實心球表示W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，其結構示意圖如右，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Cu^2＋形成配離子，其原因是              。

Answer 1

【知識點】分子結構、晶胞計算、化學鍵配合物

【答案解析】(1)   SiH₄    正四面體  （各1分）

（2）分子    CO2   （各1分）

（3） 4    （2分）

（4）   AD  （2分）

 (5) NF₃分子中氟原子非金屬性強是吸電子的，使得氮原子上的孤對電子難于與Cu^2＋形成配位鍵。（2分）

  解析：Y原子的L層p軌道中有2個電子，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p²，為6號元素碳；Z與Y原子的價電子數相同，最外層為四個電子且均位于元素周期表的前四周期，為14號元素硅；W原子的L層電子數與最外層電子數之比為4：1，其d軌道中的電子數與最外層電子數之比為5：1，所以其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，為30號鋅元素；電荷數之和為51，51-30-6-14=1，則X的原子序數是1，是元素氫。

（1）Si與H形成只含一個中心原子的共價化合物SiH₄，硅烷分子中含有4個σ鍵不含孤電子對，所以都是采取sp³雜化，立體構型是正四面體構型；（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的氧化物是水，水是極性分子，二氧化碳是非極性分子，所以分子極性較小的是CO₂；(3)從圖中可以看出陰離子在晶胞有四類：頂點（8個）、棱上（4個）、面上（2個）、體心（1個），根據立方體的分攤法，可知該晶胞中陰離子數目為：8×1/8 +4×1/4 +2×1/2 +1=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．在上述結構示意圖中，存在極性共價鍵，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物，故D正確；（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，導致NF₃中N原子的孤對電子難以形成配位鍵，故NF₃不易與Cu²⁺形成配離子。

【思路點撥】本題以元素的推斷為載體考查了核外電子排布式的書寫、分子中原子雜化方式的判斷等知識點，離子晶體的晶胞結構、化學鍵、物質性質、配合物成鍵狀況的了解，題目難度中等，學習中注意加強對晶胞以及晶體結構的分析。