Question

請(qǐng)回答以下問題：
（1）第四周期的某主族元素，其第一至五電離能數(shù)據(jù)如圖1所示，則該元素對(duì)應(yīng)原子的M層電子排布式為

 

．
（2）如圖2所示，每條折線表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化．每個(gè)小黑點(diǎn)代表一種氫化物，其中a點(diǎn)代表的是

 

．簡(jiǎn)述你的判斷依據(jù)

 

．
（3）CO₂在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如圖3所示．該晶體的類型屬于

 

（選填“分子”“原子”“離子”或“金屬”）晶體，該晶體中碳原子軌道的雜化類型為

 

．
（4）在離子晶體中正、負(fù)離子間力求盡可能多的接觸，以降低體系的能量，使晶體穩(wěn)定存在．已知Na⁺半徑是Cl^-的a倍，Cs⁺半徑是Cl^-的b倍，請(qǐng)回顧課本上NaCl和CsCl的晶胞，其晶胞邊長(zhǎng)比為

 

．
（5）Fe的一種晶體如下圖甲、乙所示，若按甲虛線方向切乙得到的A-D圖中正確的是

 

．鐵原子的配位數(shù)是

 

，假設(shè)鐵原子的半徑是r cm，該晶體的密度是p g/cm³，則鐵的相對(duì)原子質(zhì)量為

 

（設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A）．

Answer 1

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

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)該元素的第一至五電離能數(shù)據(jù)可知，該元素第一二電離能較小，說(shuō)明容易失去2個(gè)電子，即最外層有兩個(gè)電子，則為第IIA族元素Ca，據(jù)此分析；
（2）根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量與物質(zhì)熔沸點(diǎn)的關(guān)系以及氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響判斷；
（3）根據(jù)構(gòu)成晶體的微粒及微粒間的作用力判斷，根據(jù)C原子形成的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷；
（4）設(shè)Cl^-的半徑為1，則Na⁺半徑為a，Cs⁺半徑為b，氯化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞的邊長(zhǎng)為2（1+a）；氯化銫的晶胞結(jié)構(gòu)為，晶胞的體對(duì)角線長(zhǎng)度為2（1+b），則晶胞的邊長(zhǎng)為

3

3

×2（1+b），據(jù)此可以答題；
（5）甲圖虛線是沿面對(duì)角線的位置，切下之后可以得到一個(gè)矩形平面圖，在矩形的中心有一個(gè)鐵原子，而乙圖有八個(gè)象甲一樣的立方體堆積而成，若按甲虛線方向切乙，矩形，且矩形中心有一個(gè)原子；在鐵晶胞中，與一個(gè)鐵原子最近的鐵原子距離為立方體邊長(zhǎng)的

3

2

，這樣的原子有八個(gè)，所以鐵的配位數(shù)為8，根據(jù)密度=

質(zhì)量

體積

可求得鐵的相對(duì)原子質(zhì)量．

解答： 解：（1）由該元素的第一至五電離能數(shù)據(jù)可知，該元素第一二電離能較小，說(shuō)明容易失去2個(gè)電子，即最外層有兩個(gè)電子，已知該元素為第四周期的某主族元素，
則為第四周期，第IIA族元素Ca，其電子排布為2、8、8、2，所以M層有8個(gè)電子，則M層電子排布式為：3s²3p⁶；
故答案為：3s²3p⁶；
（2）在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，NH₃、H₂O、HF因存在氫鍵，故沸點(diǎn)高于同主族相鄰元素氫化物的沸點(diǎn)，只有ⅣA族元素氫化物不存在反常現(xiàn)象，組成與結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子量越大，分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高，故a點(diǎn)代表的應(yīng)是第IVA族的第二種元素Si的氫化物，即SiH₄，
故答案為：SiH₄；在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，NH₃、H₂O、HF因分子間存在氫鍵，故沸點(diǎn)高于同主族相鄰元素氫化物的沸點(diǎn)，只有ⅣA族元素氫化物不存在反�，F(xiàn)象，組成與結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子量越大，分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高，a點(diǎn)所在折線對(duì)應(yīng)的是氣態(tài)氫化物SiH₄；
（3）CO₂在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如圖所示．該晶體中原子之間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合，屬于原子晶體；該晶體中C原子形成4個(gè)C-O單鍵，則C原子含有4價(jià)層電子對(duì)，所以C原子軌道的雜化類型為sp³，
故答案為：原子；sp³；
（4）設(shè)Cl^-的半徑為1，則Na⁺半徑為a，Cs⁺半徑為b，氯化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞的邊長(zhǎng)為2（1+a）；氯化銫的晶胞結(jié)構(gòu)為，晶胞的體對(duì)角線長(zhǎng)度為2（1+b），則晶胞的邊長(zhǎng)為

3

3

×2（1+b），所以氯化鈉與氯化銫的晶胞邊長(zhǎng)比為2（1+a）：

3

3

×2（1+b）=

3 (1+a)

1+b

，
故答案為：

3 (1+a)

1+b

；
（5）甲圖虛線是沿面對(duì)角線的位置，切下之后可以得到一個(gè)矩形平面圖，在矩形的中心有一個(gè)鐵原子，而乙圖有八個(gè)象甲一樣的立方體堆積而成，若按甲虛線方向切乙，矩形，且矩形中心有一個(gè)原子，符合這一特征的是圖A；在鐵晶胞中，與一個(gè)鐵原子最近的鐵原子距離為立方體邊長(zhǎng)的

3

2

，這樣的原子有八個(gè)，所以鐵的配位數(shù)為8；因?yàn)殍F原子的半徑是r cm，根據(jù)鐵晶胞的結(jié)構(gòu)可知，晶胞的邊長(zhǎng)為

4r

3

，在每個(gè)晶胞中含有鐵原子的數(shù)目為1+8×

1

8

=2，設(shè)鐵原子相對(duì)原子質(zhì)量為M，根據(jù)密度=

質(zhì)量

體積

可得ρ=

2M NA

( 4r 3 )3

，所以M=

32 3 ρNAr3

9

，
故答案為：A；8；

32 3 ρNAr3

9

．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了電離能、氫鍵、原子雜化方式、晶胞結(jié)構(gòu)的計(jì)算、根據(jù)密度計(jì)算相對(duì)原子質(zhì)量等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，中等難度．