【化學(xué)-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】(15分)
原子序數(shù)依次遞增的甲、乙、丙、丁、戊是周期表中前30號(hào)元素,其中甲、乙、丙三元素的基態(tài)原子2p能級(jí)都有單電子,單電子個(gè)數(shù)分別是2、3、2;丁與戊原子序數(shù)相差18,戊元素是周期表中ds區(qū)的第一種元素;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)甲能形成多種常見(jiàn)單質(zhì),在熔點(diǎn)較低的單質(zhì)中,每個(gè)分子周圍緊鄰的分子數(shù)為 ;在熔點(diǎn)很高的兩種常見(jiàn)單質(zhì)中,X的雜化方式分別為 、 。
(2)14g乙的單質(zhì)分子中π鍵的個(gè)數(shù)為_(kāi)__________。
(3)+1價(jià)氣態(tài)基態(tài)陽(yáng)離子再失去一個(gè)電子形成+2價(jià)氣態(tài)基態(tài)陽(yáng)離子所需要的能量稱為第
二電離能I2,依次還有I3、I4、I5…,推測(cè)丁元素的電離能突增應(yīng)出現(xiàn)在第 電離能。
(4)戊的基態(tài)原子有 種形狀不同的原子軌道;
(5)丙和丁形成的一種離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖,該晶體中陽(yáng)離子的配位數(shù)為 。距一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽(yáng)離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為 。已知該晶胞的密度為ρ g/cm3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,求晶胞邊長(zhǎng)a=__________cm。 (用含ρ、NA的計(jì)算式表示)
(6)甲、乙都能和丙形成原子個(gè)數(shù)比為1:3的常見(jiàn)微粒,推測(cè)這兩種微粒的空間構(gòu)型為
(1)12、(2分)sp2(1分)、sp3(1分)
(2)NA(1分) (3)二(1分) (4)3 (2分)
(5)8 (2分) 正方體(立方體)(1分)(2分) (6)平面三角形(2分)
【解析】根據(jù)元素的結(jié)構(gòu)及位置可知,甲、乙、丙、丁、戊分別是C、N、O、Na、Cu。
(1)碳單質(zhì)中熔點(diǎn)較低的是C60,所以每個(gè)分子周圍緊鄰的分子數(shù)為3×8÷2=12個(gè)。熔點(diǎn)較高的是金剛石和石墨,金剛石中碳原子是sp3雜化,而石墨層狀結(jié)構(gòu),碳原子是sp2雜化。
(2)氮?dú)夥肿又泻腥I,三鍵是由1個(gè)δ鍵和2個(gè)π鍵構(gòu)成的,14個(gè)氮?dú)馐?.5mol,所以分子中π鍵的個(gè)數(shù)為NA。
(3)鈉是第IA元素,失去1個(gè)電子后,就達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以電離能突增應(yīng)出現(xiàn)在第二電離能。
(4)銅原子的基態(tài)原子軌道是s、p、d,所以有3種形狀不同的原子軌道。
(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,頂點(diǎn)和面心處是陰離子,陽(yáng)離子全部在中間,所以與鈉離子最近的陰離子是8個(gè),即配位數(shù)是8。而距一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽(yáng)離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體是正方體。該晶胞中含有4個(gè)陰離子,所以有,解得a=。
(6)甲、乙都能和丙形成原子個(gè)數(shù)比為1:3的常見(jiàn)微粒分別是CO32-、NO3-,中心原子含有的孤對(duì)電子分別是(4+2-2×3)÷2=0、(5+1-2×3)÷2=0,所以都是平面三角形結(jié)構(gòu)。
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