Question

X、Y、Z、W为短周期的主族元素，其原子序数依次增大。X元素形成的单质是自然界中含量最多的气体，Y是电负性最大的元素，W的原子最外层电子数与核外电子总数之比为3︰8，X的原子序数是Z的原子序数的一半，U是第四周期11列元素。

（1）U基态原子的价电子排布式__________________，Z在周期表中位置为___________________。

（2）在OY₂中，氧原子的杂化轨道类型是____________。

（3）Z、W的最高价氧化物的水化物，酸性较强的是______。（填最高价氧化物的水化物的化学式）

（4）U的含氧化合物M晶胞如图所示（“○”表示氧原子），则M的化学式为________。

（5）已知：[Cu(NH₃)₄]²⁺具有对称的空间构型，且当[Cu(NH₃)₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^﹣取代时，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH₃)₄]²⁺的空间构型为_____________。

Answer

3d104s1 第3周期 IVA族 sp3 H2SO4 Cu2O 平面正方形

【解析】X元素形成的单质是自然界中含量最多的气体，X为N．Y是电负性最大的元素，Y是F．W的原子最外层电子数与核外电子总数之比为3：8，若W有两个电子层，设W的最外层电子数为a，则有a：(2+a)=3：8，解得a=1.2，不合题意，舍去．若W有三个电子层，设W的最外层电子数为a，则有a：(10+a)=3：8，解得a=6，W为S．X的原子序数是Z的原子序数的一半，X的原子序数是7，Z为14号的Si，U是第四周期11列元素，即第四周期第ⅠB族元素Cu；

(1)Cu的电子排布式为1S22S22P63S23P63d104S1，外围电子排布式为3d104S1，Z为Si，处于第3周期 IVA族； 
(2)OY2为OF2，O的价层电子对为(6+2)/2=4，故氧原子的杂化轨道类型是sp3；

(3)Z、W的最高价氧化物的水化物分别为H2SiO3 、H2SO4，因为S的非金属性强于Si，所以H2SO4的酸性强于H2SiO3；

(4)氧原子位于顶点和体内，每个晶胞占有8×1/8+1=2，铜原子位于体内，每个晶胞占有4个铜原子；

(5)[Cu(NH3)4]2+形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，只有一种结构，所以应为平面正方形。