胞的质量为×10 g。因为一个晶胞中有4个GeO,所以 1个 GeO的质量为
-30
×10 g;1 mol GeO的质量为
-30
×10 g,即GeO的相对分子质量为
-30
×10,所以Ge的相对原子质量为
2
2
2
-30
×10-16。
-30
答案:(1)4s4p (2)c (3)sp、sp 25∶1 (4)三角锥形
(5)GeO ×10-16
2
2
6
2
2
-30
2.解析:(1)基态硅原子核外电子排布为1s2s2p3s3p,每一个s能级有1个轨道,s轨道全满,有3对自旋相反的电子,2p能级有3个轨道,全充满电子,2p轨道有3对自旋相反的电子,
2262
所以基态硅原子中存在6对自旋相反的电子;Mg的基态核外电子排布为1s2s2p3s,3s轨道是最外层,s能级的电子云图是球形的,所以基态Mg的最外层电子所占据的能级的电子云轮廓图是球形。
(2)第一电离能是原子失去最外层的一个电子所需能量,第一电离能数值越小,原子越容易失去一个电子,上述反应中涉及的元素有C、O、Mg、Si,其中C、O、Si是非金属元素,较难失去电子,Mg元素的金属性最强,最易失去电子,所有元素第一电离能最小的元素是Mg。 (3)C(金刚石)、晶体Si都是原子晶体,熔点高,它们结构相似,但碳原子的半径比硅原子半径小,共价键的键能大,所以C(金刚石)的熔点比晶体Si高,而CO是分子晶体,熔沸点低,所以三种物质的熔沸点从高到低的顺序为C>Si>CO。
(4)CO在Cr(CO)6中可作为配体,配原子是C,CO与N2是等电子体,其结构式是C≡O,1 mol CO中含π键的数目是2NA,所以1 mol该配合物中含有π键的数目12NA。
(5)①在二氧化硅晶体中每个硅原子与周围的4个氧原子的成键情况与金刚石晶体中的碳原
3
子与周围4个碳原子成键的情况是相同的,所以SiO2晶胞中Si采用sp杂化,金刚石是正四面体结构,其键角是109°28',所以SiO2晶胞中O—Si—O的键角也是109°28';
②SiO2晶体为面心立方结构,每个SiO2晶胞含有Si原子的个数为8×+6×+4=8,按Si、O原子个数比,O原子数是16;
③一个晶胞含有8个C原子,所以一个晶胞的质量为g,晶胞边长为a nm,所以金刚石
晶体的密度ρ==g/cm。
3
答案:(1)6 球形 (2)Mg
(3)C>Si>CO 金刚石和晶体硅都是原子晶体且晶体结构相似,C的原子半径小于硅的原子半径,所以金刚石中碳碳键键长短,键能大,所以金刚石的熔沸点比晶体硅大,CO是分子晶体,熔沸点最小 (4)C 12NA
5
(5)①sp 109°28' ②8 16 ③
3
3.解析:由题意可知,A为氮、B为氧、C为氟、D为硅、E为铁。
225
(1)氟的核电荷数为9,基态氟原子的电子排布式为1s2s2p。
(2)元素A为氮元素,元素B为氧元素,由于N原子的2p能级处于较稳定的半充满状态,第一电离能较大,所以氮元素、氧元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O。
(3)已知四氟化硅常温下为气体,所以四氟化硅是分子晶体,中心原子硅含有价层电子对数
=4+×(4-4)=4,没有孤电子对,属于sp
3
杂化,空间构型是正四面体
结构。
(4)由于电负性F>N>H,在NF3分子中,共用电子对偏向F原子,使得N原子上孤电子对难与铜
2+
离子形成配位键,所以NF3不易与Cu形成配离子。
(5)因为O元素的非金属性大于N,则极性O—Si键大于N—Si键;等电子体中原子个数相等及电子总数相等,N2O。
中含有3个原子、电子总数是22,与该离子互为等电子体的氮氧化物为
(6)该晶胞是体心立方晶胞,所以铁原子的配位数为8,该晶胞中Fe原子个数为1+8×=2,每
个Fe原子的质量= g,则该晶胞质量就是两个Fe原子质量=×
2 g=g。
2
2
5
答案:(1)1s2s2p
(2)N>O N原子的2p能级处于较稳定的半充满状态
3
(3)分子晶体 sp 正四面体形
2+
(4)电负性F>N>H,在NF3分子中,共用电子对偏向F原子,使得N原子上的孤电子对难与Cu形成配位键
(5)Si—O键 N2O (6)8 g
22
4.解析:(1)基态Ti原子的价层电子排布式为3d4s,最高能层为第四能层,s电子云轮廓形状为球形;与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同的元素有
51101
Cr:3d4s,Cu:3d4s,共两种。
2+65
(2)从结构角度来看,Fe的价电子排布式是3d,再失一个电子就是3d半充满稳定结构,故易
3+
被氧化成Fe。
--(3)①与SCN互为等电子体的一种微粒是N2O(或CO2、CS2、OCN)。 ②硫氰酸(H—S—C≡N)中π键和σ键的个数之比为2∶3。 ③异硫氰酸分子间可以形成氢键,故其沸点比硫氰酸沸点高。
3
(4)雌黄分子式为As2S3,As有四对价层电子对,As原子的杂化方式为sp杂化。雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体,故其反应方程式为
6
2As2S3+2SnCl2+4HClAs4S4+2SnCl4+2H2S↑;SnCl4分子的空间构型为正四面体形。
2+
(5)CaC2为离子化合物,电子式为CaC??];一个晶胞含有4个Ca、4个
2-2+
,一个
中有两个π键,一个晶胞含有的π键平均有8个。
-3
(6)硒化锌的晶胞结构中x和y点所堆积的原子均为Zn;若该晶胞密度为ρ g·cm,硒化锌
的摩尔质量为M g·mol,用NA代表阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数a为答案:(1)球形 2
3+5
(2)Fe的3d半满状态更稳定
-(3)①N2O(或CO2、CS2、OCN) ②2∶3 ③异硫氰酸分子间可以形成氢键
3
(4)sp 2As2S3+2SnCl2+4HClAs4S4+2SnCl4+2H2S↑ 正四面体形 (5)Ca
2+
-1
×10 nm。
7
C??] 8
2-
(6)Zn ×10
7
5.解析:Q元素的I4?I3,Q元素的原子最外层有3个电子,Q处于 ⅢA族;R元素的I2?I1,R元素的原子最外层有1个电子,R处于ⅠA族;S元素的I4?I3,S元素的原子最外层有3个电子,S处于ⅢA族;T、U元素的I1~I5没有突变,T、U的最外层电子数至少5个。
(1)根据上述分析,这五种元素中,最可能处于同一族的两种元素是Q和S,Q和S都处于ⅢA族,Q的I1大于S的I1,Q为B元素,S为Al元素。最可能处于同一族的两种元素是B和Al。
22621
S元素为Al元素,基态Al原子的核外电子排布式为1s2s2p3s3p,最后一个电子填入3p能级,Al是p区元素。
221
(2)Q为B元素,B原子核外有5个电子,基态B原子核外电子排布式为1s2s2p,基态B原子
21
的价电子排布式为2s2p。Q的化合价为+3价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,QT中T元素的化合价为-3价。Q属于第二周期,Q和T同周期,T也属于第二周期,T为N元素,第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O,共3种元素。
(3)R为ⅠA族元素,R原子核外电子数大于5,R为Na元素;T为N元素,RT3为NaN3,其中含有离子键和共价键。NaN3中阴离子为
,
与CO2互为等电子体,CO2为直线形,则
也为直线
形。
(4)U的最外层电子数至少5个,U不可能是ⅠA族~ⅣA族元素,U的第一电离能较大,U可能是0族元素,化学性质和物理性质最像U元素的是氦。
(5)用“均摊法”,小黑球(Na):8个,大白球(O):8×+6×=4,X的化学式为Na2O。晶胞的体积为(0.566 nm)=(0.566×10) cm,1 mol晶胞的体积为(0.566×10)cm×NA,1 mol晶
3
-73
3
-73
3
+2-
胞的质量为4×62 g,晶体X的密度为
-3
=2.27
g·cm。
21
答案:(1)B和Al p (2)2s2p -3 3 (3)离子键、共价键 直线形 (4)D (5)Na2O
7
=2.27 g·cm
-3
8
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