晶体结构与性质
1.磷是生物体中不可缺少的元素之一，它能形成多种化合物。 (1)基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为____________；该能层能量最高的电子云在空间有____________个伸展方向，原子轨道呈____________形。
(2)磷元素与同周期相邻两元素相比，第一电离能由大到小的顺序为__________________。
(3)单质磷与Cl2反应，可以生成PCl3和PCl5，其中各原子均满足8电子稳定结构的化合物中，P原子的杂化轨道类型为__________________，其分子的空间构型为__________________。
(4)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，图甲为其晶胞，硼原子与磷原子最近的距离为a cm。用M g·mol－1表示磷化硼的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数的值，则磷化硼晶体的密度为__________。
(5)H3PO4为三元中强酸，与Fe3＋形成H3[Fe(PO4)2]，此性质常用于掩蔽溶液中的Fe3＋。基态Fe3＋的核外电子排布式为
－
__________________；PO34作为________________为Fe提供
__________________。
(6)磷酸盐分为直链多磷酸盐、支链状超磷酸盐和环状聚偏磷酸盐三类。某直链多磷酸钠的阴离子呈图乙所示的无限单链状结构，其中磷氧四面体通过共用顶角氧原子相连。则该多磷酸钠的化学式为____________。
解析 (3)PCl3中各原子均满足8电子稳定结构，PCl5中P原子
1
为10电子结构，PCl3中P原子采取sp3杂化，其分子的空间构型为三角锥形。(4)设该晶胞的边长为x cm，硼原子与磷原子最近的距离134
为晶胞体对角线的，则x＝a，x＝a。该晶胞中含有的B原子数
44311
为4，P原子数为8×＋6×＝4，即含有4个BP，故磷化硼晶体的
82
?4?333MM×4
?a cm?＝密度为 g÷cm－3。(6)由图乙可知，每个P3 g·NA16NAa?3?
与3个O形成阴离子，且P的化合价为＋5，则该多磷酸钠的化学式为NaPO3或(NaPO3)n。
答案 (1)M 3 哑铃 (2)P>S>Si (3)sp3 三角锥形
33M
(4)cm－3(其他合理答案均可) 3 g·16NAa
(5)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 配体 孤电子对 (6)NaPO3或(NaPO3)n
2.Fe、Ni、Cu、Cr及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：
(1)Ni原子的核外电子排布式为________________。
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋
的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO________FeO(填“＜”或“＞”)。下列图象是从FeO晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断其中符合其晶体结构的图象是__________。
2
(3)Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)5晶体属于__________(填晶体类型)。
(4)元素Cr的化合物CrO2Cl2在常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2分子是__________(填“极性”或“非极性”)分子。在有机溶剂CS2分子中碳原子和硫原子之间的共价键类型为__________。
(5)①向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，继续滴加氨水至沉淀刚好全部溶解时可得到蓝色溶液，再向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀。该深蓝色沉淀中的NH3通过__________键与中心离子Cu2＋结合；NH3分子中N原子采取的杂化方式是__________。与NH3分子互为等电子体的一种微粒是__________(任写一种)。
②下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，该氧化物的化学式为__________。
解析 (2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，都属于离子晶体，晶体中离子的半径越小，离子间作用力越大，晶体熔、沸点越高，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，故熔点：NiO＞FeO。NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，晶胞中微粒数之比为6∶6，所以选项中符合其晶体结构的图象是B、C两项。
3
(3)Fe(CO)5常温下呈液态，熔、沸点较低，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)5晶体属于分子晶体。(4)CCl4、CS2皆为非极性溶剂，根据“相似相溶”可知CrO2Cl2分子是非极性分子。CS2分子中碳原子和硫原子之间存在碳硫双键，即一个σ键、一个π键。(5)根据铜的这种氧化物的晶胞结构示意图可知，黑球都在晶胞内部为4个；白1
球：顶点上8个，对每个晶胞贡献为，上、下面各1个，对每个晶
811
胞贡献为，棱上4个，对每个晶胞贡献为，内部1个，所以每个晶
24胞中白球也是4个，故该铜的氧化物的化学式为CuO。
答案 (1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2 (2)＞ BC (3)分子晶体
(4)非极性 σ键、π键
(5)①配位 sp3 H3O＋(或其他合理答案) ②CuO 3．下图为几种晶体或晶胞的示意图：
请回答下列问题：
4
(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是__________________。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为____________________________________________________ ____________________。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能______(填“大于”或“小于”)MgO
晶体，原因是
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。
(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是__________________。
解析 (2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体，熔点最高，冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。
11
(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析，8×＋6×＝4，氯
82化钙类似氟化钙，Ca2＋的配位数为8，Cl－配位数为4。
答案 (1)金刚石晶体
(2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰
(3)小于 MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数；且r(Mg2＋) (4)4 8 (5)水分子之间形成氢键 4．前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B 5
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