第3讲 晶体结构与性质
A组 基础题组
1.M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。 请回答下列问题:
(1)R基态原子的电子排布式是 ,X和Y中电负性较大的是 (填元素符号)。 (2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物,其原因是 。
(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是 。
(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示,则图中黑球代表的离子是 (填离子符号)。
(5)在稀硫酸中,Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物,Z被还原为+3价,该反应的化学方程式是 。
答案 (1)1s2s2p3s或[Ne]3s Cl (2)H2O分子间存在氢键,H2S分子间无氢键 (3)平面三角形 (4)Na (5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4
K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O
+
2
2
6
1
1
解析 由题意可知M为O,R为Na,X为S,Y为Cl,Z为Cr。(3)XM3为SO3,其分子中中心原子的价层电子对数为3,无孤电子对,故分子的空间构型为平面三角形。(4)由题图可知 个数为8×+6×=4, 个数为
8
8,R2M为Na2O,Na与O的个数比为 ∶ ,故黑球代表Na。(5)Cr的最高价含氧酸的钾盐(橙色)为K2Cr2O7,氧元素的氢化物中能被K2Cr2O7氧化的为H2O2。
2.已知A、B、C、D都是周期表中的短周期元素,它们的核电荷数依次增大。A 原子、C 原子的 L 能层中都有两个未成对的电子,C、D 同主族。E、F 都是第四周期元素,E 原子核外有 4 个未成对电子,F 原子除最外能层只有 1 个电子外,其余各能层均为全充满。根据以上信息填空: (1)基态 D 原子中,电子占据的最高能层符号为 , 该能层具有的原子轨道数为 。
(2)E的价层电子排布图是 ,F 原子的电子排布式是 。 (3)A 的最高价氧化物对应的水化物分子结构式为 ,其中心原子采取的轨道杂化方式为 ,B 的气态氢化物的VSEPR模型为 。
(4)配合物甲的焰色反应呈紫色,其内界由中心离子E与配位体AB构成,配位数为 6。甲的水溶液可以用于实验室中E的定性检验,检验E的离子方程式为 。
(5)某种化合物由 D、E、F 三种元素组成,其晶胞如图所示,则其化学式为 。该晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直,根据图中所示的数据计算该晶体的密度:ρ≈ g/cm(计算结果保留2位小数)。
3
2+
2+
3+
-2+
+2-+
答案 (1)M 9
(2)
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s
22626101101
(3)
2+
sp 四面体
3-
2
(4)3Fe+2[Fe(CN)6](5)CuFeS2 4.32
Fe3[Fe(CN)6]2↓
解析 根据题中信息不难推出A是C,B是N,C是O,D是S,E是Fe,F是Cu。
(3)由H2CO3的结构式可以看出中心原子C原子的价层电子对数是3,因此轨道杂化方式是sp;B 的气态氢化物是NH3,N原子的价层电子对数是4,所以NH3的VSEPR 模型是四面体。
2
(5)晶胞中F(Cu)原子数目是8×8+4× +1=4,E(Fe)原子数目是4×4+6× =4,D(S)原子全部位于晶胞内部,数目是8,所以Cu、Fe、S原子数目之比是4∶4∶8= ∶ ∶ ,故其化学式为CuFeS2;一个晶胞中有4个“CuFeS2”,晶胞质量m=
84 4
84 4
6
g,晶胞体积V=[(5 4× )× × ] cm,所以晶体的密度
-102-103
ρ
36 ==≈4 / 。 [(5 4 - -
3.(2018山东济南一模)(1)第四周期的某主族元素,其第一至五电离能数据如下图所示,则该元素对应原子的M层电子排布式为 。
(2)化合物(CH3)3N与盐酸反应生成[(CH3)3NH],该过程新形成的化学键为 (填序号)。 A.离子键 B.配位键 C.氢键 D.非极性共价键
若化合物(CH3)3N能溶于水,试解析其原因: 。
+
(3)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如下图所示。该晶体的熔点比SiO2晶体 (选填“高”或“低” ,该晶体中碳原子轨道的杂化类型为 。
(4)Cu等的水合离子是否有颜色与原子结构有关,且存在一定的规律。试推断Ni的水合离子为 (填“有”或“无” 色离子,依据是 。
离子 颜色 Sc 无色 3+2+
2+
Ti 紫红色 3+Fe 浅绿色 2+Cu 蓝色 2+Zn 无色 2+(5)晶体具有规则的几何外形,晶体中最基本的重复单元称为晶胞。已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x值小于1。测知FexO晶体密度为5 7 · ,晶胞边长为4 8× m,FexO中x的值为 (精确至0.01)。
答案 (1)3s3p (2)B 化合物(CH3)3N为极性分子且可与水分子间形成氢键 (3)高 sp杂化 (4)有 Ni的3d轨道上有未成对电子 (5)0.92
解析 (1)由该元素的第一至五电离能数据可以知道,该元素第一、二电离能较小,说明容易失去2个电子,即最外层有两个电子,已知该元素为第四周期的某主族元素,则为第四周期第ⅡA族元素Ca,其原子M层有8个电子,则M层电子排布式为3s3p。
(2)化合物(CH3)3N与盐酸反应生成[(CH3)3NH],该过程新生成的化学键为氮与氢离子形成配位键,所以选B。
(3)CO2在高温高压下所形成的晶体中原子之间通过共价键结合,属于共价晶体,而碳氧键的键长短,所以该晶体的熔点比SiO2晶体高;该晶体中C原子形成4个C—O单键,则C原子含有4个价层电子对,所以C原子轨道的杂化类型为sp。
(5)FexO晶体的晶胞结构为NaCl型,所以每个晶胞中含有4个O原子,有4个“FexO”,再根据m=ρV可知4×
56 6
3
+
2
6
2+
2
6
3
-3
-10
A
=5 7 · ×(4 8× cm),解得:x≈ 9 。
-3-83
相关推荐：
loading