Question

18．過(guò)渡元素具有較多的空軌道，所以第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等多種金屬能形成配合物．
（1）鉻元素的基態(tài)原子的外圍電子排布式是3d⁵4s¹．
（2）科學(xué)家通過(guò)X射線測(cè)得膽礬結(jié)構(gòu)示意圖可簡(jiǎn)單表示如下：

圖中虛線表示的作用力為氫鍵、配位鍵；
（3）膽礬溶液與氨水在一定條件下可以生成Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O晶體．在Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O晶體中，[Cu（NH₃）₄]²⁺為平面正方形結(jié)構(gòu)，則呈正四面體結(jié)構(gòu)的原子團(tuán)是SO₄^2一，其中心原子的雜化軌道類型是sp³；
（4）金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無(wú)色揮發(fā)性液態(tài)Ni（CO）₄，呈正四面體構(gòu)型．試推測(cè)四羰基鎳的晶體類型是分子晶體，Ni（CO）₄易溶于下列BC（用序號(hào)作答）．
A．水      B．四氯化碳     C．苯    D．硫酸鎳溶液
（5）元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2．元素Y基態(tài)原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍．X與Y所形成化合物晶體的晶胞如圖所示，該化合物的化學(xué)式為ZnO．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Cr是24號(hào)元素，其原子核外有24個(gè)電子書寫外圍電子排布式；
（2）電子對(duì)給予-接受鍵被稱為配位鍵；氫鍵是由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力，根據(jù)定義判斷；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論、雜化軌道理論分析；
（4）根據(jù)其狀態(tài)、熔點(diǎn)判斷四羰基鎳的晶體類型；根據(jù)相似相溶原理分析；
（5）元素X 位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，則內(nèi)層電子數(shù)=2+8+18=28，且最外層電子數(shù)為2，所以該原子有30個(gè)電子，為Zn元素；元素Y最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，元素最外層電子數(shù)小于或等于8，則Y是O元素．

解答 解：（1）Cr是24號(hào)元素，其原子核外有24個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理及洪特規(guī)則書寫其核外電子排布式，3d能級(jí)的能量大于4s能級(jí)的能量，所以先排4s后排3d，軌道中的電子處于全滿、半滿、全空時(shí)原子最穩(wěn)定，所以Cr的外圍電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：3d⁵4s¹；
（2）通過(guò)圖象知，圖中虛線表示的作用力有銅離子和水分子之間的配位鍵，氫原子和另一分子中氧原子之間的氫鍵，
故答案為：氫鍵、配位鍵；
（3）SO₄^2一離子中含有4個(gè)δ鍵，孤電子對(duì)數(shù)=$\frac{6+2-4×2}{2}$=0，所以SO₄^2一為正四面體結(jié)構(gòu)；雜化軌道數(shù)=中心原子的孤電子對(duì)數(shù)+中心原子的δ鍵個(gè)數(shù)，所以采用sp³雜化，
故答案為：SO₄^2一；sp³；
（4）Ni（CO）₄是液態(tài)揮發(fā)性物質(zhì)，所以其熔點(diǎn)較低，故為分子晶體；呈正四面體構(gòu)型，是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以是非極性物質(zhì)，根據(jù)相似相溶原理知，Ni（CO）₄ 易溶于非極性溶劑，苯、四氯化碳是非極性物質(zhì)，所以Ni（CO）₄ 易溶于苯、四氯化碳，
故答案為：分子晶體；BC；
（5）元素X 位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，則內(nèi)層電子數(shù)=2+8+18=28，且最外層電子數(shù)為2，所以該原子有30個(gè)電子，為Zn元素；元素Y最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，元素最外層電子數(shù)小于或等于8，則Y是O元素，該晶胞中X離子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Y離子數(shù)目=4，所以X和Y離子數(shù)目之比等于4：4即1：1，所以該化合物的化學(xué)式為ZnO，故答案為：ZnO．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及電子排布式、分子的立體構(gòu)型、雜化軌道類型、氫鍵、化學(xué)鍵類型等知識(shí)，具有一定的難度，本題注意Cr原子核外電子排布式中3d上5個(gè)電子4s上1個(gè)電子，不是3d上4個(gè)電子4s上2個(gè)電子，要注意Cr、Cu原子核外電子排布式的書寫．