Question

【題目】

鐵和銅都是生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛的金屬，能形成很多種合金和化合物。請回答：

（1）基態(tài)Cu＋的價層電子排布圖為________�；鶓B(tài)Fe3＋中有________種運動狀態(tài)不同的電子。

（2）鐵單質(zhì)能形成Fe（CO）5，其熔點為－21℃，沸點為102.8℃。則Fe（CO）5晶體的類型為________，其σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為________。與CO互為等電子體的離子符號為________（任寫一種）。

（3）銅元素的焰色反應(yīng)呈綠色，很多金屬元素能發(fā)生焰色反應(yīng)的微觀原因為________。

（4）[Cu（NH3）4]SO4中，所含基態(tài)非金屬原子的第一電離能由小到大的順序為________。陰離子的空間構(gòu)型為________，其中心原子的雜化軌道類型為________。

（5）鐵單質(zhì)的一種晶體的堆積模型為體心立方堆積，晶胞參數(shù)為apm；銅單質(zhì)的一種晶體的堆積模型為面心立方最密堆積，晶胞參數(shù)為bpm。則兩種晶體中，鐵原子和銅原子的配位數(shù)之比為________，晶體的密度之比為________（用代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】 23 分子晶體 3︰1 CN－（或等合理答案即可得分） 電子由較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，會以光的形式釋放能量，形成焰色反應(yīng) H＜S＜O＜N 正四面體形 sp3 2︰3

【解析】試題分析：（1）29號銅元素核外有29個電子，基態(tài)Cu＋，核外電子數(shù)為28，3d軌道的電子為價電子；26號鐵元素，Fe3＋核外有23個電子，所有電子的運動狀態(tài)都不同。（2）分子晶體熔沸點較低；CO分子中含有碳氧三鍵；原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子或離子，互稱為等電子體；（3）電子由較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，會以光的形式釋放能量，形成焰色反應(yīng)；（4）同一周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，但第VA族元素最外層半充滿，為溫度結(jié)構(gòu)，所有第一電離能大于屬于第VIA族元素，同一周期從上到下第一電離能減小；SO42-價電子對數(shù)為 ，軌道雜化方式為SP3，無孤對電子；(5) 體心立方堆積配位數(shù)是8，面心面心立方最密堆積，配位數(shù)是12；晶胞的邊長為apm，1mol晶胞體積為(a×10-10cm)3 NA，晶胞中有2個Fe原子，故1mol晶胞質(zhì)量為2×56NA g，銅單質(zhì)的一種晶體的堆積模型為面心立方最密堆積，晶胞參數(shù)為bpm，1mol晶胞體積為(b×10-10cm)3 NA，晶胞中有4個銅原子，1mol晶胞質(zhì)量4×64NAg。

解析：（1）基態(tài)Cu＋，核外電子數(shù)為28，價層電子排布圖為；Fe3＋核外有23個電子，有23種運動狀態(tài)不同的電子；（2）根據(jù)Fe（CO）5晶體的熔沸點較低，判斷晶體類型為分子晶體，單鍵為σ鍵，三鍵中1個σ鍵和2個π鍵，其σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為3︰1。CO有14個電子， 與CO互為等電子體的離子符號為CN－或；(3)電子由較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，會以光的形式釋放能量，形成焰色反應(yīng)， 所有很多金屬元素能發(fā)生焰色反應(yīng)；N、O元素屬于同一周期且N元素屬于第VA族，O元素屬于第VIA族，第一電離能O＜N ，O、S屬于同一周期且S元素的原子序數(shù)大于O元素，所以第一電離能O＞S，大小順序是N＞O＞S，所有第一電離能H＜S＜O＜N；SO42-價電子對數(shù)為 ，軌道雜化方式為SP3，空間構(gòu)型為正四面體形； （5）體心立方堆積配位數(shù)是8，面心面心立方最密堆積，配位數(shù)是12，配位數(shù)之比為2:3；晶胞的邊長為apm，1mol晶胞體積為(a×10-10cm)3 NA，晶胞中有2個Fe原子，故1mol晶胞質(zhì)量為2×56NA g，銅單質(zhì)的一種晶體的堆積模型為面心立方最密堆積，晶胞參數(shù)為bpm，1mol晶胞體積為(b×10-10cm)3 NA，晶胞含有4個銅原子，1mol晶胞質(zhì)量4×64NAg，鐵的密度比為2×56NAg÷(a×10-10cm)3 NA、銅的密度為4×64NAg÷(b×10-10cm)3 NA，密度比為。