Question

【題目】X、Y、Z、W為元素周期表前四周期的元素。其中X為形成的化合物中種類最多的元素，Y的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的9倍，Z在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大，W元素的第三電子層處于全充滿狀態(tài)且第四電子層只有2個(gè)電子。請回答下列問題．

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

（2）比較XZ4和YZ2的熔沸點(diǎn)大小并說明理由________________________。

（3）W2+能與氨氣分子形成配離子[W(NH3)4]2+。寫出該配離子的結(jié)構(gòu)簡式(標(biāo)明配位鍵)__。

（4）X能與氫、氮，氧三種元素構(gòu)成化合物XO(NH2)2，其中X原子的雜化方式為__，1mol分子中σ鍵的數(shù)目為__，該物質(zhì)易溶水的主要原因是_______________________。

（5）X的某種晶體為層狀結(jié)構(gòu)，可與熔融金屬鉀作用、鉀原子填充在各層之間，形成間隙化合物，其常見結(jié)構(gòu)的平面投影如圖①所示，則其化學(xué)式時(shí)表示為_________。

（6）元素Y與元素Z形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖②所示，晶胞中Y離子的配位數(shù)為_______。

Answer 1

【答案】第四周期ⅡB族 CF4比CaF2熔沸點(diǎn)低，原因是： CF4的晶體是分子晶體，熔融和沸騰時(shí)克服的是分子間作用力，CaF2是離子晶體，熔融和沸騰時(shí)克服的是離子鍵，分子間作用力比離子鍵弱的多 sp2 7NA CO(NH2)2分子與水分子之間能形成氫鍵 KC8 8

【解析】

X、Y、Z、M為元素周期表前四周期的元素，X原子核外的L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的兩倍，則X有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，故X為C元素；Y的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的9倍，Y只能處于第四周期，最外層電子數(shù)只能為2，內(nèi)層電子總數(shù)為18，核外電子總數(shù)為20，故Y為Ca元素；Z在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大，則Z為F元素，W元素的第三電子層處于全充滿狀態(tài)且第四電子層只有2個(gè)電子，則W的質(zhì)子數(shù)為2+8+18+2=30，即W為Zn；可在此基礎(chǔ)上對解各小題。

根據(jù)分析，X、Y、Z、W分別是C、Ca、F、Zn。

(1)W元素是Zn元素，核電荷數(shù)為30，在元素周期表中的位置為第四周期ⅡB族。答案為：第四周期ⅡB族

(2)XZ4和YZ2分別是CF4和CaF2，CF4的晶體是分子晶體，熔融和沸騰時(shí)克服的是分子間作用力，CaF2是離子晶體，熔融和沸騰時(shí)克服的是離子鍵。分子間作用力比離子鍵弱的多，所以，CF4比CaF2熔沸點(diǎn)低。答案為：CF4比CaF2熔沸點(diǎn)低，原因是： CF4的晶體是分子晶體，熔融和沸騰時(shí)克服的是分子間作用力，CaF2是離子晶體，熔融和沸騰時(shí)克服的是離子鍵，分子間作用力比離子鍵弱的多

(3)W2+和[W(NH3)4]2+分別是Zn2+和[Zn(NH3)4]2+，[Zn(NH3)4]2+中Zn2+有空軌道，每個(gè)N有一對孤對電子，所以Zn2+和4個(gè)NH3形成4個(gè)配位鍵，則配離子的結(jié)構(gòu)簡式為。答案為：

(4)X為C元素，則XO(NH2)2分子的結(jié)構(gòu)簡式為，C和3個(gè)原子相連，沒有孤對電子，所以該分子中碳原子的雜化方式為sp2雜化，分子有1個(gè)雙鍵，所含π鍵數(shù)目為1，σ鍵數(shù)目為1；單鍵數(shù)為6，均為σ鍵，所以σ鍵總數(shù)為1+6=7，所以1mol尿素中含有7molσ鍵，即7NA個(gè)σ鍵；因?yàn)?/span>含O和-NH2，與水分子間易形成氫鍵，所以該物質(zhì)易溶水。答案為：sp2；7NA；CO(NH2)2分子與水分子之間能形成氫鍵

(5)可以取如下圖粗線所示的平行四邊形為計(jì)算單位：

平行四邊形頂點(diǎn)為鉀，其完全占有的鉀原子數(shù)是4×=1，平行四邊形內(nèi)含有的碳原子數(shù)是8，故碳原子數(shù)和鉀原子數(shù)之比是8∶1，則其化學(xué)式可表示為KC8。答案為：KC8

(6)Y的離子是Ca2+，Z的離子是F-，所以Y和Z離子個(gè)數(shù)比為1：2，每個(gè)晶胞中位于頂點(diǎn)和面心的小球占有數(shù)是：8×+6×=4，晶體內(nèi)的大球數(shù)為8，小球和大球的個(gè)數(shù)比為4：8=1：2，為保持電中性，小球應(yīng)為Y離子(Ca2+)，大球應(yīng)為Z離子(F-)，以該晶胞中位于頂點(diǎn)的一個(gè)Y的離子分析，每個(gè)晶胞中有一個(gè)距離Y離子最近的Z離子，而頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，所以晶胞中Y離子的配位數(shù)為8。答案為：8