Question

18．過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）科學家通過X射線測得膽礬結構示意圖可簡單表示如下：

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⁺為平面正方形結構，則呈正四面體結構的原子團是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，生成無色揮發(fā)性液態(tài)Ni（CO）₄，呈正四面體構型．試推測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，該化合物的化學式為ZnO．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Cr是24號元素，其原子核外有24個電子書寫外圍電子排布式；
（2）電子對給予-接受鍵被稱為配位鍵；氫鍵是由已經(jīng)與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子與另一個分子中電負性很強的原子之間的作用力，根據(jù)定義判斷；
（3）根據(jù)價層電子對互斥理論、雜化軌道理論分析；
（4）根據(jù)其狀態(tài)、熔點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號元素，其原子核外有24個電子，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能級的能量大于4s能級的能量，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δ鍵，孤電子對數(shù)=$\frac{6+2-4×2}{2}$=0，所以SO₄^2一為正四面體結構；雜化軌道數(shù)=中心原子的孤電子對數(shù)+中心原子的δ鍵個數(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，所以其熔點較低，故為分子晶體；呈正四面體構型，是對稱結構，所以是非極性物質，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，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式為ZnO，故答案為：ZnO．

點評 本題考查較為綜合，涉及電子排布式、分子的立體構型、雜化軌道類型、氫鍵、化學鍵類型等知識，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個電子4s上1個電子，不是3d上4個電子4s上2個電子，要注意Cr、Cu原子核外電子排布式的書寫．