Question

【題目】鐵、銅及其化合物在日常生產(chǎn)、生活有著廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問題：

（1）鐵在元素周期表中的位置是______，基態(tài)銅原子的核外電子排布式為______。

（2）配合物Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)x晶體屬于______填晶體類型。

（3）寫出CO的一種常見等電子體分子的結(jié)構(gòu)式______，兩者相比較沸點(diǎn)較高的為______（填化學(xué)式）。CN-中碳原子雜化軌道類型為______，C、N、O三元素的第一電離能最大的為______用元素符號(hào)表示。

（4）銅晶體中銅原子的堆積方式如圖所示：

M原子的價(jià)電子排布式為3s23p5，銅與M形成化合物的晶胞如圖所示（黑點(diǎn)代表銅原子）。

該晶體的化學(xué)式為______。

已知銅和M的電負(fù)性分別為1.9和3.0，則銅與M形成的化合物屬于______（填“離子”、“共價(jià)”）化合物。

已知該晶體的密度為gcm-3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，已知該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為體對(duì)角線的，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為______pm（只寫計(jì)算式）。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar] 3d104s1 分子晶體 CO sp雜化 N CuCl 共價(jià)

【解析】

（1）鐵為26號(hào)元素，質(zhì)子數(shù)為26，根據(jù)基態(tài)原子的核外電子排布式可確定其在周期表中的位置；銅為29號(hào)元素，質(zhì)子數(shù)為29，可書寫出其基態(tài)原子的核外電子排布式；

（2）分子晶體熔沸點(diǎn)低，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，熔化時(shí)不破壞共價(jià)鍵；

（3）原子總數(shù)相等，價(jià)電子數(shù)相等的粒子互為等電子體，對(duì)于分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量相近時(shí)，極性越大，沸點(diǎn)越高；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)確定C原子的雜化方式；

一般來說非金屬性越強(qiáng)，第一電離能大；

（4）①M原子的外圍電子排布式為3s23p5，說明M為氯元素，由銅與M形成化合物的晶胞確定該晶體的化學(xué)式；

②電負(fù)性差值大于1.7原子間易形成離子鍵，小于1.7原子間形成共價(jià)鍵；

③將大正方體分成8個(gè)小正方體，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為小正方體的體對(duì)角線的一半，據(jù)此進(jìn)行分析作答。

（1）根據(jù)元素的質(zhì)子數(shù)可知電子數(shù)為26，其原子基態(tài)時(shí)的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，位于周期表中第四周期第VIII族；銅為29號(hào)元素，基態(tài)銅原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar] 3d104s1；

（2）配合物Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)x晶體屬于分子晶體，故答案為：分子晶體；

（3）原子總數(shù)相等，價(jià)電子數(shù)相等的粒子互為等電子體，所以CO的一種常見等電子體分子為氮?dú)猓�結(jié)構(gòu)式為，對(duì)于分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量相近時(shí)，極性越大，沸點(diǎn)越高，一氧化碳是極性分子，氮?dú)馐欠菢O性分子，所以沸點(diǎn)較高的為一氧化碳；CN-中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=1+(4+1-1×3)=2，所以采取sp雜化；一般來說非金屬性越強(qiáng)，第一電離能大，但是因?yàn)?/span>p軌道半充滿體系具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，N的p軌道本來就是半充滿的，O的p軌道失去一個(gè)電子才是半充滿的，所以C、N、O三元素的第一電離能最大的為N；

（4）①某M原子的外圍電子排布式為3s23p5，則M為氯元素，由銅與M形成化合物的晶胞可知，4個(gè)銅原子都在晶胞內(nèi)部，故該晶胞中銅的個(gè)數(shù)為4，氯原子的個(gè)數(shù)為8×+6×=4，所以該晶體的化學(xué)式為：CuCl；

②電負(fù)性差值大于1.7原子間易形成離子鍵，小于1.7原子間形成共價(jià)鍵，銅與X的電負(fù)性分別為1.9和3.0，差值為1.1小于1.7，形成共價(jià)鍵；

③將大正方體分成8個(gè)小正方體，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為小正方體的體對(duì)角線的一半，1個(gè)該晶體中含有4個(gè)CuCl，則該晶體的體積為，晶胞的邊長(zhǎng)為，小正方體的邊長(zhǎng)為，小正方體的體對(duì)角線是小正方體邊長(zhǎng)的倍，則小正方體的體對(duì)角線為，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為，即。

微粒	通式	價(jià)電子總數(shù)	立體構(gòu)型
CO2、SCN－、NO、N	AX2	16e－	直線形
CO、NO、SO3	AX3	24e－	平面三角形
SO2、O3、NO	AX2	18e－	V形
SO、PO	AX4	32e－	正四面體形
PO、SO、ClO	AX3	26e－	三角錐形
CO、N2	AX	10e－	直線形
CH4、NH	AX4	8e－	正四面體形