Question

4．W、X、Y、Z是短周期中原子序數(shù)依次增大的4種元素，W與Y、X與Z處于同期表同一主族，W元素以W-W鏈化合物構(gòu)成了生命界，Y元素以Y-X-Y鏈化合物構(gòu)成了礦物界．
（1）W原子價電子的軌道表達式為．
（2）WX的等電子體有N₂、CN^-等．WN^-與WX均為配合物中常見的配體，WN^-作配體時，提供孤電子對的通常是W原子而不是氮原子，其原因是碳元素的電負性小于氮元素的電負性．
（3）ZX₂的空間構(gòu)型是V形．
（4）YF₄遇水易發(fā)生水解，水解后產(chǎn)生的HF與部分YF₄生成配離子YF₆^2-，其反應的化學方程式為：3YF₄+4H₂O═H₄YO₄+2H₂YF₆．該反應混合物中，中心眼子雜化方式相同的分子是SiF₄、H₂O、H₄SiO₄．
（5）一種石英晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，可以看成是在晶體硅的晶胞中每兩個硅原子間插入一個氧原子而得到．其中硅原子的配位數(shù)為4；己知該晶體的密度為ag/cm³，則該晶胞的棱長為$\root{3}{\frac{480}{a{N}_{A}}}$×10¹⁰pm（用含a、N_A的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z是短周期中原子序數(shù)依次增大的4種元素，W與Y、X與Z處于同期表同一主族，W元素以W-W鏈化合物構(gòu)成了生命界，則W為C元素；W與Y同主族，則Y為Si元素；Y元素以Y-X-Y鏈化合物構(gòu)成了礦物界，則X為O元素；X與Z同主族，則Z為S元素；
（1）碳原子最外層有4個電子；
（2）原子數(shù)和價電子數(shù)都相同的微�；�為等電子體；碳元素的電負性小于氮元素的電負性，碳原子對孤電子對的吸引能力較弱；
（3）根據(jù)價層電子對數(shù)判斷；
（4）先判斷中心原子的價層電子對數(shù)，再判斷雜化方式均；
（5）二氧化硅晶體中每個Si原子周圍連接4個O原子；該晶胞中Si原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+4=8，O原子數(shù)目為16，一個晶胞含有8個“SiO₂”結(jié)構(gòu)，所以一個晶胞的質(zhì)量為$\frac{60×8}{{N}_{A}}$=$\frac{480}{{N}_{A}}$，根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計算體積，再計算立方體的棱長．

解答 解：W、X、Y、Z是短周期中原子序數(shù)依次增大的4種元素，W與Y、X與Z處于同期表同一主族，W元素以W-W鏈化合物構(gòu)成了生命界，則W為C元素；W與Y同主族，則Y為Si元素；Y元素以Y-X-Y鏈化合物構(gòu)成了礦物界，則X為O元素；X與Z同主族，則Z為S元素；
（1）碳原子的最外層為L層，L層有4個電子，2個在2S上，2個在2P上，且自旋相同，碳的原子價電子的軌道表達式為；
故答案為：；
（2）CO中有2個原子、價電子為4+6=10，N₂、CN^-均與CO互為等電子體；CN^-作配體時，提供孤電子對的通常是C 原子而不是氮原子，因為碳元素的電負性小于氮元素的電負性，碳原子對孤電子對的吸引能力較弱；
故答案為：CN^-；碳元素的電負性小于氮元素的電負性；
（3）SO₂中S原子的價層電子對數(shù)為2+$\frac{6-2×2}{2}$=3，含有一個孤電子對，則空間構(gòu)型是V形；
故答案為：V形；
（4）SiF₄遇水易發(fā)生水解，水解后產(chǎn)生的HF與部分SiF₄生成配離子SiF₆^2-，其反應的化學方程式為：3SiF₄+4H₂O═H₄SiO₄+2H₂SiF₆．該反應混合物中，SiF₄、H₂O、H₄SiO₄的中心原子的價層電子對數(shù)均為4，雜化方式均為sp³雜化；
故答案為：SiF₄、H₂O、H₄SiO₄；
（5）二氧化硅晶體中每個Si原子周圍連接4個O原子，則硅原子的配位數(shù)為4；該晶胞中Si原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+4=8，O原子數(shù)目為16，一個晶胞含有8個“SiO₂”結(jié)構(gòu)，所以一個晶胞的質(zhì)量為$\frac{60×8}{{N}_{A}}$=$\frac{480}{{N}_{A}}$，已知該晶體的密度為ag/cm³，則V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{\frac{480}{{N}_{A}}}{a}$cm³，則該晶胞的棱長為$\root{3}{\frac{480}{a{N}_{A}}}$×10¹⁰pm；
故答案為：4；$\root{3}{\frac{480}{a{N}_{A}}}$×10¹⁰．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶胞計算、電子排布、雜化類型的判斷等知識點，明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)、雜化理論、原子結(jié)構(gòu)等知識點是解本題關(guān)鍵，題目難度中等，側(cè)重于考查學生的分析能力和計算能力．