Question

【題目】I．元素周期表中80％左右的非金屬元素在現代技術包括能源、功能材料等領城占有極為重要的地位。

（1）氮及其化合物與人類生產、生活息息相關，基態(tài)N原子中電子在2p軌道上的排布遵循的原則是_____，N2F2分子中N原子的雜化方式是_______，1mol N2F2含有____個δ鍵。

（2）高溫陶瓷材料Si3N4晶體中N-Si-N的鍵角大于Si-N-Si的鍵角，原因是_______。

II．金屬元素鐵、銅及其化合物在日常生產、生活有著廣泛的應用。

（1）鐵在元素周期表中的位置_________。

（2）配合物Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據此可判斷Fe(CO)x晶體屬于_____（填晶體類型）。Fe(CO)x的中心原子價電子數與配體提供電子吸之和為18，則x=________。

（3）N2是CO的一種等電子體，兩者相比較沸點較高的為_______（填化學式）。

（4）銅晶體中銅原子的堆積方式如下圖甲所示。

①基態(tài)銅原子的核外電子排布式為___________。

② 每個銅原子周圍距離最近的銅原子數目為___________。

（5）某M原子的外圍電子排布式為3s23p5，銅與M形成化合物的晶胞如下圖乙所示(黑點代表銅原子）。己知該晶體的密度為ρ g·cm-3，阿伏加德羅常數為NA，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為_________pm。(只寫計算式）。

Answer 1

【答案】 洪特規(guī)則 sp2雜化 3NA Si3N4晶體中Si原子周圍有4個N原子，Si為sp3雜化，N—Si—N的鍵角為109028/,而N原子周圍只有3個Si原子。雖N原子也是sp3雜化，但由于孤電子對對成鍵電子對的排斥力更強，故Si—N—Si的鍵角小于109028/。 第四周期第Ⅷ族 分子晶體 5 CO [Ar] 3d104s1 12

【解析】I．（1）基態(tài)N原子中電子在2p軌道上的排布遵循的原則是洪特規(guī)則，N2F2分子結構式為F-N=N-F，分子中N原子含有1對孤對電子，N原子的雜化方式是sp2雜化，l mol N2F2含有3molσ鍵，即3NA 或1.806×1024個σ鍵；
（2）Si3N4晶體中Si原子周圍有4個N原子，Si原子為sp3雜化，N-Si-N鍵角為109°28′，N原子周圍連接3個Si原子，含有1對孤對電子，N原子為sp3雜化，但孤對電子對成鍵電子對的排斥作用更大，使得Si-N-Si鍵角小于109°28′；

II．（1）Fe位于第四周期第VIII族；
（2）Fe（CO）x晶體的熔沸點較低，所以屬于分子晶體；Fe原子價電子數是8，每個CO分子提供一個電子對，所以8+2n=18，n=5；

（3）極性分子的熔沸點較高，CO是極性分子，氮氣是非極性分子，所以CO熔沸點較高；
（4）①銅為29號元素，基態(tài)銅原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1；
②根據晶胞結構圖可知，銅為面心立方堆積，每個銅原子周圍距離最近的銅原子數目=3×8÷2=12；
（5）某M原子的外圍電子排布式為3s23p5，則M為Cl元素；該晶胞中Cu原子個數為4，Cl原子個數=8×+6×=4，晶體體積=cm3=cm3=cm3，根據晶胞的結構可知，銅原子和M原子之間的最短距離為立方體體對角線的=××cm=pm。