Question

X、Y、Z、R、M是原子序数依次增大的五种元素，基态X原子的s电子数比p电子数多3个，Y、Z均位于第二周期且两元素最外层电子数之和为11, Z、R同主族，M核外电子有26种运动状态，请回答下列问题：

（1）化合物XCl₃中心原子的杂化轨道类型为_______；RC1₂的立体构型为________。

（2）H₂Z、H₂R的沸点分别为100℃、-60.4℃，试解释其原因：______________。

（3）R、M形成的一种化合物晶胞如图所示。

① 该化合物的化学式为________；

② 若晶胞参数为a pm。列式计算该晶胞的密度ρ=_______g/cm³。

Answer

sp2 V形 H2O分子间可以形成氢键，H2S分子间不能形成氢键 FeS2

【解析】X、Y、Z、R、M是原子序数依次增大五种元素，M核外电子有26种运动状态，则M为Fe；基态X原子的s电子数比p电子数多3个，原子核外电子排布式为1s22s22p1，则X为B元素；Y、Z均位于第二周期且两元素最外层电子数之和为11, Z、R同主族，故Y为N元素、Z为O元素、R为S元素；

(1)化合物BCl3中B原子孤电子对数==0，价层电子对数=3+0=3，其B原子杂化方式为sp2；SCl2分子中S原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，所以该分子空间构型是V形；
(2)H2O分子间可以形成氢键，H2S分子间不能形成氢键，氢键导致物质的熔沸点升高，所以水的熔沸点高于硫化氢；

(3)①Fe与S形成的化合物为FeS、FeS2，黑色球个数为4、白色球个数=1+8×=2，则黑色球与白色球个数之比为2∶1，所以其化学式为FeS2；

② 若晶胞参数为a pm，ρ==g/cm3=g/cm3。

点睛：把握常见分子中原子的杂化及空间构型为解答的关键，根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数= (a-xb)，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数．根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp杂化；n=3，sp2杂化；n=4，sp3杂化；中心原子的杂化类型为sp2，说明该分子中心原子的价层电子对个数是3，无孤电子对数，空间构型是平面三角形。