Question

Ti、Fe、Cu、Ni為過(guò)渡金屬元素，在工業(yè)生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用．
（1）Ti（BH₄）₂是一種重要的儲(chǔ)氫材料．在基態(tài)Ti²⁺中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為

 

，該能層具有的原子軌道數(shù)為

 

．
（2）①Fe、Fe²⁺都能被硝酸氧化．HNO₃中氮原子軌道的雜化類型為

 

．
②常溫下Fe（CO）₅呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃．據(jù)此可以判斷其晶體的類型為

 

，F(xiàn)e（CO）₅中鐵的化合價(jià)為0，則該物質(zhì)中含有的化學(xué)鍵類型有

 

（填字母）．
A．離子鍵B．極性共價(jià)鍵C．非極性共價(jià)鍵D．配位鍵
③NO能被FeSO₄溶液吸收生成配合物[Fe（NO）（H₂O）₅]SO₄，該配合物中心離子的配位數(shù)

 

．
④NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氧化鈉的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點(diǎn)NiO

 

FeO（填“＜”或“＞”）．
（3）Cu、N兩元素形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，則其化學(xué)式為

 

（灰色球表示Cu原子），已知緊鄰的白球與灰球之間的距離為a cm，該晶胞的密度為

 

g?cm^-3．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,化學(xué)鍵,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：

分析：（1）在基態(tài)Ti²⁺中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，該能層具有的原子軌道數(shù)為9；
（2）①計(jì)算HNO₃中氮原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)，進(jìn)而確定N原子軌道的雜化類型；
②在常溫下Fe（CO）₅呈液態(tài)，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較低，是分子晶體具備的性質(zhì)；在Fe（CO）₅化合物中碳原子和氧原子之間的極性共價(jià)鍵，鐵元素和羰基之間形成配位鍵；
③在此配合物中配位體位由1個(gè)NO和5個(gè)H₂0分子構(gòu)成；
④NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，說(shuō)明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高；
（3）晶胞中Cu原子數(shù)目=12×

1

4

=3、N原子數(shù)目=8×

1

8

=1，故化學(xué)式為：Cu₃N，計(jì)算晶胞的質(zhì)量，緊鄰的白球與黑球之間的距離為a cm，則晶胞棱長(zhǎng)=2a cm，則晶胞體積=（2a cm）³，再根據(jù)ρ=

m

V

計(jì)算晶胞密度．

解答： 解：（1）在基態(tài)Ti²⁺中，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，該能層具有的原子軌道數(shù)為9，故答案為：M；9；
（2）①HNO₃中氮原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+

5+1-2×3

2

=3，N原子軌道的雜化類型為sp²，故答案為：sp²；
②在常溫下Fe（CO）₅呈液態(tài)，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較低，是分子晶體具備的性質(zhì)，故屬于分子晶體；在Fe（CO）₅化合物中含有的化學(xué)鍵類型為：碳原子和氧原子之間的極性共價(jià)鍵，鐵元素和羰基之間形成配位鍵，故答案為：分子晶體；BD；
③在此配合物中配位體位由1個(gè)NO和5個(gè)H₂O分子構(gòu)成，故該配合物中心離子的配位數(shù)為6，故答案為：6；
④Ni0、Fe0的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，說(shuō)明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高，由于Ni²⁺的離子半徑小于Fe²⁺的離子半徑，屬于熔點(diǎn)是NiO＞FeO，故答案為：＞；
（3）晶胞中Cu原子數(shù)目=12×

1

4

=3、N原子數(shù)目=8×

1

8

=1，故化學(xué)式為：Cu₃N，晶胞的質(zhì)量=（64×3+14）÷N_A g，緊鄰的白球與黑球之間的距離為a cm，則晶胞棱長(zhǎng)=2a cm，則晶胞體積=（2a cm）³，故晶體的密度=[（64×3+14）÷N_A]÷（2a cm）³=

103

4NA?a3

g/cm³，
故答案為：Cu₃N；

103

4NA?a3

．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及晶胞計(jì)算、核外電子排布、晶體類型與性質(zhì)、配合物、雜化軌道等，是對(duì)主干知識(shí)的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．