体R中阴离子的中心原子B形成3个σ键(B—F键)和1个配位键(HO→B),配位键也属于σ键,其立体构型为四面体形。
(3)根据配离子的结构图可知,N原子形成3个σ键和1个配位键,采取sp杂化;乙二胺含有氨基,分子之间可以形成氢键,三甲胺分子之间不能形成氢键,故乙二胺比三甲胺的沸点高得多。
(4)B原子最外层有3个电子,由图丙所示晶体结构中每个B原子形成3个单键可知,六方相氮化硼不含π键;六方相氮化硼与石墨相似,具有层状结构,层间作用力弱,故质地软。
(5)碳化硅晶体和金刚石一样,是原子晶体,具有空间网状结构,一个C与四个Si形成正四面体结构,一个晶胞内有4个碳原子和4个Si原子,故一个SiC晶胞含4个SiC,晶体密度ρ==
3
m40×4160-3-3
g·cm=。 33 g·cm
VNA·aNA·a2
2
6
2
2
3
答案:(1)1s2s2p3s3p N>C>B (2)①abc ②四面体形 (3)sp 乙二胺分子之间可以形成氢键,三甲胺分子之间不能形成氢键 (4)不含 层间作用力弱 (5)
+
2
2
6
2
6
160
NA·a3
10
10
2.解析:(1)铜为29号元素,Cu的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d,Sn的核电荷数为50,为第ⅣA族元素,价电子排布式为5s5p,易失去2个p轨道电子,化合价为+2,失去价电子层的4个电子,化合价为+4。(2)PH3分子中P的价层电子对数为3+
3
2
2
5-3×1
2
=4,故P原子采用sp杂化;N的电负性比P强,成键电子对更靠近N,导致成键电子对距离近,排斥力大,故键角大。(3)白磷(P4)为正四面体结构,为非极性分子,CS2为直线形结构,为非极性分子,H2O为V形结构,为极性分子,根据相似相溶原理,白磷易溶于CS2,难溶于水。(4)①根据晶胞结构可知,该晶体中P原子位于由铜原子形成的正八面体空隙中;八面体顶点的6个Cu跟P等距离且最近,故P的配位数为6。②根据晶胞结构可知,1个晶胞中含有1个Sn,3个Cu,1个P,P与最近的Cu原子核间距为晶胞棱长的一半,晶胞的棱长为
3342
3342
aNA
×10 pm,所以P与最近的Cu原子核间距为5×10×
109
aNA
pm。③晶胞中三种原子的体积
42r1+2r2333
之和V原子=π(3r1+r2+r3);面对角线长度为2r1+2r2,晶胞边长为,故晶胞体积V322r1+2r23V原子2π(3r1+r2+r3)),晶胞的空间利用率是×100%=×100%。 晶胞=(3V晶胞3(r1+r2)2
答案:(1)1s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d) +2、+4 (2)sp
小 N的电负性比P强,成键电子对更靠近N,导致成键电子对距离近,排斥力大,故键角大 (3)P4和CS2均为非极性分子,H2O为极性分子,根据相似相溶原理,白磷易溶于CS2,
2
2
6
2
6
10
10
3
3
3
3
难溶于水 (4)①正八面体 6 ②5×10× 2π(3r1+r2+r3)③ 3
3(r1+r2)
3
3
3
9
3342
aNA
3.解析:(1)Ca的原子序数为20,核外电子排布式为1s2s2p3s3p4s或[Ar]4s;CaC2
中阳离子与阴离子个数比为1∶1。(3)原子数相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体。互为等电子体的微粒结构相似,CO2为直线形分子,故CN2的立体构型为直线形。(4)三聚氰胺分子中碳原子的杂化方式为sp。(6)CaO晶胞中,与一个Ca距离最近且相等的O有6个,故1112+2+2-
Ca的配位数为6。设晶胞的棱长为a cm。一个晶胞中有Ca:8×+6×=4、O:12×+
824
-134×56NA56 g·mol4×5633
1=4,晶胞质量为×4,则(a cm)= cm,a=。面心-3=
NA mol-1ρ g·cmρNAρNA
2
2+
2-
2-
2262622
4×56
g
34×5622
到顶点的距离为a cm,即晶胞中距离最近的两个钙离子之间的距离为 × cm。
2ρNA2
答案:(1)1s2s2p3s3p4s(或[Ar]4s) Ca[·C??C·]
(2)C (6)6 × ρNA2 4.解析:(1)Ni是28号元素,基态镍原子的外围电子排布式为3d4s。(3)四羰基镍[Ni(CO)4]的熔、沸点较低,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚、苯、四氯化碳等有机溶剂,所以四羰基镍的晶体类型是分子晶体;该物质的配体是CO,与CO互为等电子体的分子是N2。(4)血红素铁中C原子的杂化方式为sp、sp杂化。N与Fe之间存在的相互作用力是极性共价键、配位键。甘氨酸分子中的共价单键是σ键,一个双键中有一个σ键和一个π键,故σ键与π键的个数比为9∶1。(5)NiO与FeO形成的晶体都是离子晶体,构成离子晶体的离子半径越小,电荷数越多,晶格能越大,熔点就越高,Ni的半径小于Fe的半径,所以NiO的熔点大于FeO的熔点。(6)①O元素与H元素形成的简单化合物H2O的立体构型为V形。②根据晶胞结构图112+4+2- 可知,一个晶胞中,Ba个数为1,Ti个数为8×=1,O个数为12×=3,所以该晶体的 84化学式为BaTiO3。③由于晶胞为立方体,边长为a cm,一个晶胞中含有一个“BaTiO3”,若该 233 晶体的密度为ρ g·cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则根据晶体的密度ρ== -3 2+ 2+ 2 3 8 2 2 2+· ·2-2 2 6 2 6 2 2 mVNA233=,a3a3NA 3233 可得a=。 NAρ 答案:(1)3d4s (2)Mn转化为Mn时,3d能级由较稳定的3d半充满状态转变为不稳定的3d状态,难失去电子,而Fe转化为Fe时,3d能级由不稳定的3d状态转变为较稳定的3d半充满状态,较易失去电子 (3)分子晶体 N2 (4)sp、sp杂化 极性共价键、配位键 9∶1 (5)> 3233 (6)①V形 ②BaTiO3 ③ NAρ 5.解析:(1)Cr是第四周期元素,其原子的价电子排布式为3d4s,故第五周期的Mo原子的价电子排布式为4d5s,根据洪特规则知未成对电子有6个。(2)由结构知,分子中存在C—C、C===O、C—O,故化学键种类为σ键、π键。(3)由于碳原子核对电子的吸引能力弱于氧原子核对电子的吸引能力,故碳原子提供孤电子对。该配体中存在C===O,该碳原子为sp 3 2 5 1 5 1 5 2 3 4 2+ 3+ 6 8 2 2+ 3+ 5 杂化,—C4H9中碳原子均形成了4个σ键,均为sp杂化。(4)氟原子的电负性远大于氢原子,对成键电子吸引能力强于氢原子,故CF3COOH中,—CF3中碳原子正电荷高,进一步导致—COOH中共用电子对向该碳原子偏移,—O—H键容易电离,酸性增强。(5)C60是分子晶体,金刚石是原子晶体,熔化时破坏共价键所需要的能量远高于破坏分子间作用力所需要的能量。(6)由坐标知,相应晶胞中原子为体心立方堆积。设晶胞的边长为x cm,则面对角线长为2x cm,体对角线长为3x cm,体心与顶点上的两个钼原子距离最近,长度为32M2M3 为 g,xρ=,x= 3 x cm,一个晶胞的质量2 NANA 32M32M2M3310 ,所以最短距离为× cm=× ×10 pm。 ρNA2ρNA2ρNA 答案:(1)4d5s 6 (2)AB (3)C sp和sp (4)F的电负性强于H,对电子的吸引能力强,使共用电子对偏向F,使氧氢键较易断裂,因此酸性强于CH3COOH(合理答案均可) (5)C60是分子晶体,金刚石是原子晶体,原子晶体熔化时破坏共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏分子间作用力所需的能量 3 (6)体心立方堆积 2M310 ××10 ρNA2 2 3 51
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