15.物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.鋅在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛,同時,鋅也是人體必需的微量元素之一,起著極其重要的作用。(1)配位化合物X由配體L2-(如圖所示)和具有正四面體結(jié)構(gòu)的[Zn4O]6+構(gòu)成。①基態(tài)Zn2+的價電子排布式為3d10。

②L2-所含元素中,第一電離能從小到大的順序?yàn)镠<C<O;每個L2-中采取sp2雜化的C原子數(shù)目為8個。

③X晶體內(nèi)部空腔可吸附小分子,要增強(qiáng)X與H2O的吸附作用,可在L2-上引入BC(填標(biāo)號)(假設(shè)X晶胞形狀不變)。

A.—ClB.—OHC.—NH2D.—CH3④X晶體具有面心立方結(jié)構(gòu),其晶胞由8個結(jié)構(gòu)相似的組成單元(如圖所示)構(gòu)成。已知晶胞參數(shù)為anm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,L2-與[Zn4O]6+的相對分子質(zhì)量分別為M1和M2,則X的晶體密度為

8×(3M1+M2)(2)復(fù)興號高鐵車體材質(zhì)用到Zn、Co等元素,已知r(Co2+)=65pm,r(Zn2+)=74pm,推測ZnCO3比CoCO3的分解溫度高(填“高”或“低”),解釋原因:相比Zn2+,半徑更小的Co2+與碳酸根中的氧離子作用力更強(qiáng),更利于碳酸根分解為CO2。

(3)美國化學(xué)家鮑林提出了一個經(jīng)驗(yàn)規(guī)則:設(shè)含氧酸的化學(xué)式為HnROm,其中(m-n)為非羥基氧原子數(shù),鮑林認(rèn)為含氧酸的強(qiáng)弱與非羥基氧原子數(shù)(m-n)的關(guān)系見表。m-n0123含氧酸強(qiáng)度弱中強(qiáng)強(qiáng)很強(qiáng)實(shí)例HClOH3PO4HNO3HClO4H3PO3和H3AsO3的形式一樣,但酸性強(qiáng)弱相差很大。已知H3PO3為中強(qiáng)酸,H3AsO3為弱酸,試推斷H3PO3和H3AsO3的分子結(jié)構(gòu)

、。

2.砷原子成鍵的多樣性,使砷元素形成了結(jié)構(gòu)、性質(zhì)各異的物質(zhì),在生產(chǎn)、科研中發(fā)揮著重要用途?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)砷原子核外價電子排布式為4s24p3,同周期中第一電離能大于砷的元素有2種。

(2)砷可以形成多種酸和鹽。CH3As(OH)2與(CH3)2AsOH兩種含砷有機(jī)酸中沸點(diǎn)較高的是CH3As(OH)2(填化學(xué)式),原因?yàn)镃H3As(OH)2與(CH3)2AsOH兩種含砷有機(jī)酸均屬于分子晶體,CH3As(OH)2含兩個羥基,形成的氫鍵數(shù)目多,沸點(diǎn)高。Na3AsO4和Na3AsO3均可用于制農(nóng)藥,其陰離子的鍵角大小:AsO43->(填“>”或“<”)As(3)LiZnAs晶體的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示,N點(diǎn)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(34,14,14);LiZnAs晶體部分Zn原子被Mn原子代替后可以形成一種新型稀磁半導(dǎo)體LiZnmMnnAs,①M(fèi)點(diǎn)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(14,14,34)②m=0.75,n=0.25。

③已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,LiZnmMnnAs的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,晶體密度為dg·cm-3。晶胞中As原子與Mn原子之間的最短距離為

34×34Md·NA×10④圖1所示晶胞在x=0、0.5和1三個截面上Zn和Li按圖3所示分布,請在圖4中As原子所在的截面上用“△”補(bǔ)畫出As原子的位置,并說明x=0.25(或0.75)。

答:(或)3.硼元素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特殊的化合物?；卮鹣铝袉栴}:(1)二維硼烯氧化物的部分結(jié)構(gòu)如圖所示,其化學(xué)式為B2O或(B2O)n,B—B鍵長>B—O鍵長(填“>”“<”或“=”)。

(2)將BF3、NaBH4溶于二乙二醇二甲醚[(CH3OCH2CH2)2O],加入四氫呋喃()可制得和NaF,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為4+3NaBH4+BF34—BH3+3NaF。(CH3OCH2CH2)2O在水中的溶解度大于其在苯中的溶解度,原因是(CH3OCH2CH2)2O與H2O均為極性分子,且與H2O分子間能形成氫鍵。

(3)一定條件下,B2O3、KBF4、BeO發(fā)生非氧化還原反應(yīng)可制得晶體BexByOzFm,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(氧原子未畫出),晶胞參數(shù)a=b≠c,α=120°,β=γ=90°,若A、D、E三點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0,0,0)、(23,13,d)、[13,23,(1-d)],晶胞中D、E間距離為

(33a)2+(c-2cd)2pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA題型4物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考向1【典例】【審答思維】3d64s223d104s24p44和21.【解析】Fe為26號元素,價電子排布式為3d64s2。元素的金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性越小,元素的非金屬性越強(qiáng)則其電負(fù)性越大,橄欖石(MgxFe2-xSiO4)中,各元素電負(fù)性大小順序?yàn)镺>Si>Fe>Mg;因?yàn)镸gxFe2-xSiO4中Mg、Si、O的化合價分別為+2、+4和-2,根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0,確定鐵的化合價為+2。答案:3d64s2O>Si>Fe>Mg+22.【解析】O原子核外有8個電子,根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)O的電子排布圖為,則其電子排布式為1s22s22p4,其2p能級上有2個未成對電子。答案:1s22s22p423.【解析】基態(tài)Be2+的電子排布式為1s2,其軌道表示式為。答案:4.【解析】硒元素的原子序數(shù)為34,基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p4。答案:3d104s24p45.【解析】基態(tài)S的價電子排布式為3s23p4,根據(jù)基態(tài)原子電子排布規(guī)則,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為1∶2或2∶1。答案:1∶2(或2∶1)6.【解析】Cu的原子序數(shù)為29,位于第四周期第ⅠB族,位于ds區(qū),其基態(tài)原子的價電子排布式為3d104s1。答案:ds3d104s17.【解析】F的原子序數(shù)為9,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p5,1s22s22p43s1,基態(tài)氟原子2p能級上的1個電子躍遷到3s能級上,屬于氟原子的激發(fā)態(tài),a正確;1s22s22p43d2,核外共10個電子,不是氟原子,b錯誤;1s22s12p5,核外共8個電子,不是氟原子,c錯誤;1s22s22p33p2,基態(tài)氟原子2p能級上的2個電子躍遷到3p能級上,屬于氟原子的激發(fā)態(tài),d正確;而同一原子3p能級的能量比3s能級的能量高,因此能量最高的是1s22s22p33p2,答案選d。答案:add1.【解析】(1)基態(tài)Ti原子核外有22個電子,根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2;(2)Fe為26號元素,基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2,失去最外層兩個電子后得到Fe2+,核外電子排布式為[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6。答案:(1)1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2(2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d62.【解析】(1)Cu2O中的陽離子為Cu+,銅為29號元素,Cu+為銅原子失去1個電子后形成的,其基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10,基態(tài)Cu+的價電子排布式為3d10;(2)由Hg為第6周期ⅡB族元素可知,其基態(tài)原子價電子排布式為5d106s2。答案:(1)3d10(2)5d106s23.【解析】(1)銅是29號元素,其價電子軌道表示式為。(2)第四周期元素中,價電子排布式為ndx(n+1)sy,且能級處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)時,含有的未成對電子數(shù)最多,即價電子排布式為3d54s1,此元素為鉻,第三電子層上有3個能級,其基態(tài)原子的價電子軌道表示式為。答案:(1)(2)鉻34.【解析】(1)基態(tài)Ti原子價電子排布式為3d24s2,Ti原子失去4s能級上2個電子,3d能級上1個電子生成基態(tài)Ti3+,所以基態(tài)Ti3+的未成對電子數(shù)有1個,(2)鉻、錳元素,價電子排布式分別為3d54s1、3d54s2,未成對電子數(shù)分別為6、5,鉻和錳基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為6∶5。答案:(1)1(2)6∶5考向2【典例】【審答思維】12>SiCl>Si—ClSiCl4SiOH-1對1個1對3sp2sp3>sp2sp31.【解析】單鍵均為σ鍵,三鍵含有1個σ鍵和2個π鍵,由Ni(CO)4的結(jié)構(gòu)可知,4個配體CO與中心原子Ni形成的4個配位鍵均為σ鍵,而每個配體CO中含有1個σ鍵和2個π鍵,因此1個Ni(CO)4分子中含有8個σ鍵。Ni(CO)4的沸點(diǎn)很低,結(jié)合其結(jié)構(gòu)可知該物質(zhì)由分子構(gòu)成,因此其晶體類型為分子晶體。答案:8分子晶體2.【解析】a.Si—Cl鍵極性更大,則Si—Cl鍵更易斷裂,因此,SiCl4比CCl4易水解,a符合題意;b.Si的原子半徑更大,因此,SiCl4中的共用電子對更加偏向于Cl,從而導(dǎo)致Si—Cl鍵極性更大,且Si原子更易受到水電離的OH-的進(jìn)攻,因此,SiCl4比CCl4易水解,b符合題意;c.通常鍵能越大化學(xué)鍵越穩(wěn)定且不易斷裂,因此,Si—Cl鍵鍵能更大不能說明Si-Cl更易斷裂,故不能說明SiCl4比CCl4易水解,c不符合題意;Si有更多的價層軌道,因此更易與水電離的OH-形成化學(xué)鍵,從而導(dǎo)致SiCl4比CCl4易水解,d符合題意。答案:abd3.【解析】ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵(Π35)。由ClO2中存在Π35可以推斷,其中Cl原子只能提供1對電子,有一個O原子提供1個電子,另一個O原子提供1對電子,這5個電子處于互相平行的p軌道中形成大π鍵,Cl提供孤電子對與其中一個O形成配位鍵,與另一個O形成普通的共價鍵(σ鍵,這個O還提供了一個電子參與形成大π鍵),Cl的價層電子對數(shù)n為3,則Cl原子的軌道雜化方式為sp2;Cl2O中心原子為O,價層電子對數(shù)n=2+6-2×12=4,因此,O的雜化方式為sp3;根據(jù)價層電子對互斥理論可知,n=4時,VSEPR模型為四面體形,n=3時,VSEPR模型為平面三角形,sp2雜化的鍵角一定大于sp3雜化,因此,雖然ClO2和Cl2O均為V形結(jié)構(gòu),但O—Cl—O鍵角大于Cl—O—Cl鍵角,孤電子對對成鍵電子對的排斥作用也改變不了這個結(jié)論。ClO2分子中Cl—O鍵的鍵長小于Cl2O中Cl—O鍵的鍵長,其原因是ClO2分子中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O鍵的鍵長較小,答案:>ClO2分子中Cl—O鍵的鍵長小于Cl2O中Cl—O鍵的鍵長,其原因是ClO2分子中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O鍵的鍵長較小,而Cl2O只存在普通的σ鍵4.【解析】分子中的C—Ga—C鍵角:Ga(CH3)3>Ga(CH3)3(Et2O),其原因是Ga(CH3)3中Ga為sp2雜化,所以為平面結(jié)構(gòu),而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga為sp3雜化,所以為四面體結(jié)構(gòu),故夾角較小。答案:>Ga(CH3)3中Ga為sp2雜化,所以為平面結(jié)構(gòu),而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga為sp3雜化,所以為四面體結(jié)構(gòu),故夾角較小1.【解析】(1)陰離子是某材料的組成部分,單鍵和雙鍵均含有一個σ鍵,則1mol該陰離子中含σ鍵的數(shù)目為8NA;標(biāo)記*的N為sp2雜化,故圖中標(biāo)記*的N和O原子之間的σ鍵是由N原子的sp2雜化軌道與O原子的2p軌道重疊形成;(2)CrO5中有4個-1價的O,則其結(jié)構(gòu)式為,CrO5中σ鍵與π鍵個數(shù)比為7∶1。答案:(1)8NAsp22p(2)7∶12.【解析】(1)從物質(zhì)結(jié)構(gòu)角度分析,雖然F的非金屬性強(qiáng),吸引共用電子對的能力強(qiáng),但F原子的最外層有3對孤電子對,孤電子對間的排斥作用大,所以F—F鍵的鍵能反常的原因是F原子半徑小,F原子周圍孤電子對間的斥力大,互相排斥導(dǎo)致F—F鍵的鍵能反常;(2)①α位置的N原子中含有1對孤電子對,容易形成配位鍵,β位置的N原子中孤電子對形成了大π鍵;故產(chǎn)物中α、β兩位置的N原子中,α位置的N原子更容易形成配位鍵;②已知雜化軌道中s成分越多,所形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定;反應(yīng)物中氮原子為sp雜化,產(chǎn)物中氮原子為sp2雜化,則反應(yīng)物中氮氮鍵更穩(wěn)定、鍵長更短,故反應(yīng)物中氮氮鍵比產(chǎn)物中氮氮鍵的鍵長短;③NO2+、NO2-中心原子的價層電子對數(shù)分別為2、3,NO2+為直線形,鍵角為180°,NO2-為平面三角形,鍵角為120°,而NO2中含有大π鍵(Π34),導(dǎo)致電子對的排斥力增大,故鍵角大于120°,(3)①N(SiH3)3與H+形成配位鍵的能力弱于N(CH3)3,原因是N原子的孤電子對位于2p軌道上,與Si的3d空軌道形成大π鍵,導(dǎo)致N孤電子對的電子云密度降低;其中氮原子提供孤電子對,硅原子提供空軌道,形成4中心2電子的大π鍵:Π4②N(SiH3)3與H+形成配位鍵后,不再存在大π鍵,Si—N鍵長變長,中心原子雜化方式由sp2變?yōu)閟p3,Si—N—Si鍵角變小;(4)CO32-為平面結(jié)構(gòu),其成鍵方式可看作碳(C)原子的一個2s軌道和兩個2p軌道形成了三個sp2雜化軌道,再與三個氧(O)的價層電子軌道頭碰頭形成了三個σ鍵;CO32-的中心原子上無孤電子對,SO2的中心原子上有一對孤電子對,孤電子對與成鍵電子對之間的斥力大于成鍵電子對之間的斥力,使鍵角變小答案:(1)F原子半徑小,F原子周圍孤電子對間的斥力大,互相排斥導(dǎo)致F—F鍵的鍵能反常(2)①α②<反應(yīng)物中,中心氮原子采用sp雜化,而產(chǎn)物中的N原子采用sp2雜化,反應(yīng)物中N原子雜化軌道中s成分多,所形成的化學(xué)鍵更穩(wěn)定,氮氮鍵的鍵長短③NO2-<NO2(3)①2pΠ42(4)三三個σ鍵CO32-的中心原子上無孤電子對,SO2的中心原子上有一對孤電子對,考向3【典例】【審答思維】sp3正四面體3sp2配位鍵σ鍵3sp24四面體sp31.【解析】BF4-中B形成4個σ鍵(其中有1個配位鍵),為sp3雜化,空間構(gòu)型為正四面體形;咪唑環(huán)存在π56大π鍵,N原子形成3個σ鍵,答案:正四面體形sp22.【解析】ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵(Π35)。由ClO2中存在Π35可以推斷,其中Cl原子只能提供1對電子,有一個O原子提供1個電子,另一個O原子提供1對電子,這5個電子處于互相平行的p軌道中形成大π鍵,Cl提供孤電子對與其中一個O形成配位鍵,與另一個O形成的是普通的共價鍵(σ鍵,這個O只提供了一個電子參與形成大π鍵),Cl的價層電子對數(shù)為3,則Cl答案:sp23.【解析】(1)SnCl2中Sn的價層電子對數(shù)為2+12×(4-2×1)=3,故SnCl2分子的VSEPR模型名稱是平面三角形;(2)SnCl4中Sn的價層電子對數(shù)為4+12×(4-4×1)=4,有4個σ鍵,無孤電子對,故Sn采取sp3雜化,則SnCl4的Sn—Cl鍵是由錫的sp3雜化軌道與氯的3p軌道重疊形成答案:(1)平面三角形(2)sp3雜化4.【解析】根據(jù)Al2Cl6的空間結(jié)構(gòu),結(jié)合相關(guān)元素的原子結(jié)構(gòu)可知,Al原子價層電子對數(shù)是4,Al原子與周圍的4個氯原子形成四面體結(jié)構(gòu),Al的軌道雜化類型為sp3。答案:sp31.【解析】(1)SO2中S原子的價層電子對數(shù)=2+6-2×22=3,VSEPR模型為平面三角形;(2)[Cu(en)2NH3](BF4)2中氮原子、碳原子和硼原子的價層電子對數(shù)都為4,VSEPR模型都為四面體形,則VSEPR模型為四面體形的非金屬原子共有(2×2+2×2+1+2×1)=11個;(3)Fe3+與水反應(yīng)會形成黃色的配離子[Fe(OH)]2+,為避免顏色干擾,常在Fe3+溶液中加入H3PO4形成無色的[Fe(PO4)2]3-,即形成更穩(wěn)定的配合物,故由此推測與Fe3+形成的配離子更穩(wěn)定的配體是PO43-,PO43-中心原子為P,其中σ鍵數(shù)為4,中心原子孤電子對數(shù)=答案:(1)平面三角形(2)11(3)PO42.【解析】(1)由于是平面結(jié)構(gòu),故N原子為sp2雜化;(2)由圖2可知②號氮原子形成兩個σ鍵,剩余的三個電子參與π鍵的形成,π鍵電子不占據(jù)雜化軌道,雜化軌道主要用于容納兩個σ鍵電子對,故雜化方式為sp;(3)Al(C2H5)3中碳原子形成的是四個σ鍵,故為sp3雜化;[AlH4]-中鋁形成了4個σ鍵,屬于sp3雜化,[AlH4]-是正四面體結(jié)構(gòu),NaAlH4中不存在的化學(xué)鍵是非極性鍵,故選D;(4)甘氨酸銅有順式和反式兩種同分異構(gòu)體,則甘氨酸銅中Cu、與銅形成σ鍵的2個O、2個N處于同一平面,則銅原子的雜化類型為dsp2雜化(若為sp3雜化,則這5個原子構(gòu)成四面體形)。答案:(1)sp2(2)sp(3)sp3正四面體形D(4)dsp2考向4【典例】【審答思維】羥基氫鍵高分子晶體分子間作用力越高1.【解析】由HMF和FDCA的結(jié)構(gòu)可知,HMF和FDCA均能形成分子間氫鍵,但FDCA形成的分子間氫鍵更多,使得FDCA的熔點(diǎn)遠(yuǎn)大于HMF。答案:FDCA形成的分子間氫鍵更多2.【解析】NaCl熔點(diǎn)明顯高于SiCl4,原因是氯化鈉為離子晶體,其熔點(diǎn)較高;而SiCl4為分子晶體,其熔點(diǎn)較低。SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶體,分子晶體的熔點(diǎn)由分子間作用力決定,分子間作用力越大則其熔點(diǎn)越高。答案:鈉的電負(fù)性小于硅,氯化鈉為離子晶體,而SiCl4為分子晶體隨著同族元素電子層數(shù)的增多,其熔點(diǎn)依次升高,其原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶體,分子晶體的熔點(diǎn)由分子間作用力決定,分子間作用力越大則其熔點(diǎn)越高,且隨著其相對分子質(zhì)量增大,其分子間作用力依次增大1.【解析】(1)根據(jù)相似相溶原理,極性分子的溶質(zhì)易溶于極性分子,非極性分子的溶質(zhì)易溶于非極性分子,由于水是極性分子,故順式甘氨酸銅能溶于水,反式甘氨酸銅難溶于水的原因可能是順式甘氨酸銅是極性分子,反式甘氨酸銅是非極性分子;(2)H2O的極性大于OF2,H2O和OF2都是V形結(jié)構(gòu),H和O之間的電負(fù)性的差值大于O和F之間電負(fù)性的差值,所以H2O的極性更大;(3)①BeCl2中Be形成2個共價鍵且無孤電子對,為sp雜化,為直線形對稱分子,故a屬于非極性分子;②二聚分子(BeCl2)2中Be原子提供空軌道、氯提供孤電子對形成配位鍵,故b的結(jié)構(gòu)式為。答案:(1)順式甘氨酸銅是極性分子,反式甘氨酸銅是非極性分子,而水是極性溶劑(2)H2O的極性大于OF2,H2O和OF2都是V形結(jié)構(gòu),H和O之間的電負(fù)性的差值大于O和F之間電負(fù)性的差值,所以H2O的極性更大(3)①非極性②2.【解析】(1)由表中氧化物的組成和性質(zhì)可知,三種氧化物形成的晶體均為分子晶體,其中水分子間能形成氫鍵,沸點(diǎn)最高,二氧化硫?yàn)闃O性分子而二氧化碳為非極性分子,且二氧化硫相對分子質(zhì)量大于二氧化碳,故二氧化硫的沸點(diǎn)高于二氧化碳;(2)分子間形成的氫鍵越多,其沸點(diǎn)越高,乙二醇分子中羥基比丙醇的多,形成的分子間氫鍵比丙醇多,分子間作用力較大,所以乙二醇的沸點(diǎn)較高。答案:(1)三種氧化物形成的晶體均為分子晶體,H2O分子間能形成氫鍵,SO2為極性分子,CO2為非極性分子,且SO2相對分子質(zhì)量大于CO2(2)乙二醇分子中羥基比丙醇的多,形成的分子間氫鍵比丙醇多,分子間作用力較大考向5【典例】【審答思維】棱心體心84822a3個6個MgB21.【解析】該合金的晶體結(jié)構(gòu)可描述為Ga與Ni交替填充在Co構(gòu)成的立方體體心,形成如題圖所示的結(jié)構(gòu)單元,取Ga為晶胞頂點(diǎn),晶胞面心也是Ga,Ni處于晶胞棱心和體心,Ga和Ni形成類似氯化鈉晶胞的結(jié)構(gòu),晶胞中Ga和Ni形成的8個小正方體體心為Co,故晶胞中Ga、Ni個數(shù)為4,Co個數(shù)為8,粒子個數(shù)最簡比Co∶Ga∶Ni=2∶1∶1,晶胞棱長為2anm,故晶胞的體積為8a3nm3。答案:2∶1∶18a32.【解析】由于二者的晶體結(jié)構(gòu)相似,體積近似相等,則其密度之比等于摩爾質(zhì)量之比,故1.66=M(Ru)+32g·mol-1答案:1013.【解析】圖丙中,Ca位于正方形頂點(diǎn),N位于正方形中心,故Ca與N的距離為22apm;由均攤法可知,晶胞中Ca的個數(shù)為8×18+2=3,N的個數(shù)為8×14+2×12=3,B的個數(shù)為4×14=1,則化合物的化學(xué)式是Ca3N3B;其摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)的值是NA,晶胞體積為a2c×10-30cm3則晶體的密度為M答案:22aCa3N3BMN4.【解析】由圖知,晶體中Mg位于正六棱柱的頂點(diǎn)和面心,由均攤法可以求出正六棱柱中含有12×16+2×12=3個Mg,B在正六棱柱體內(nèi)共6個,則該物質(zhì)的化學(xué)式為MgB2;由晶胞沿c軸的投影圖可知,B原子在圖中兩個正三角形的中心,該點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離是該點(diǎn)到對邊中點(diǎn)距離的2倍,頂點(diǎn)到對邊的垂線長度為32a,因此B—B最近距離為32a×1答案:3MgB2331.【解析】(1)由鈦酸鈷的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,與頂點(diǎn)Co等距且緊鄰的O位于相鄰的三個面的面心,故與Co等距且緊鄰的O有3×82=12;Co位于頂點(diǎn),個數(shù)為8×18=1,O位于面心,個數(shù)為6×12=3,1個Ti位于體心,晶胞質(zhì)量為59+48+16×3NAg,晶胞體積為(a×10-10)3cm3,晶胞密度ρ=mV=(2)據(jù)“均攤法”,晶胞中含8×18+1=2個Zn、8×12=4個Cu、4×14+2×12=2個Sn、8個Se,故化學(xué)式為Cu2SnZnSe4;該晶胞中以體心的Zn為頂點(diǎn)構(gòu)建晶胞時,則6號Se位置與1號Se位置重合,結(jié)合該晶胞中8個Se位置可知,晶胞中平移能完全重合的兩個Se為1、6或2、5或3、8或(3)一種金銅合金晶胞可以看成是銅晶胞面心上的銅原子被金原子取代而成,則晶胞中含有的Au原子為12×6=3個,體積為[43πr3(Au)×3]pm3,Cu原子的個數(shù)為8×18=1,體積為43πr3(Cu)pm3,晶胞的體積為a3pm3,該金銅合金晶胞中原子空間占有率為原子的總體積答案:(1)12155(2)Cu2SnZnSe41、6(或2、5或3、8或4、7)(3)4π[2.【解析】(1)根據(jù)晶胞的三視圖可以知道,K原子在晶胞的頂點(diǎn)和體心,一個晶胞含有K原子8×18+1=2,O原子有兩個在晶胞內(nèi),八個在棱上,一個晶胞中含有的O原子2+8×14=4,晶胞內(nèi)K原子與O原子個數(shù)比為1∶2,所以鉀元素和氧元素形成的化合物的化學(xué)式為KO2;一個晶胞中含有2個K原子和4個O原子,晶胞參數(shù)為anm,晶體密度為ρ=mV=2×71(a×10(2)①H為非金屬元素,該晶胞中,H之間以共價鍵相連接;②該晶胞中,兩個氫原子之間的最近距離為晶胞面對角線長的14,為apm,則晶胞參數(shù)為22apm,其中Ca數(shù)目為8×18+1=2,H數(shù)目為4×6×12=12,所以該晶體的密度為2×40+12×1NA×(答案:(1)142×1021NA×a3.【解析】D、E之間的高度差為[d-(1-d)]cpm,由于α=120°,D、E水平面間的距離為2×[32×(23-13)]apm=33apm,D、F:8×18+2=3,Be:8×14+4=6,B:4×14+2=3,發(fā)生非氧化還原反應(yīng)可知各元素化合價不變,可知O的個數(shù)為9,化學(xué)式為Be2BO3F,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,1pm=10-10cm,根據(jù)ρ=mV=nMNAV=3×96答案:(33a)4.【解析】由均攤法計算可得該結(jié)構(gòu)中Fe3+的數(shù)目為2,O2-的數(shù)目為4,根據(jù)電荷守恒可得Fe2+的數(shù)目為1,所以Fe2+應(yīng)該在c位。答案:在c位,由均攤法計算可得該結(jié)構(gòu)中Fe3+的數(shù)目為2,O2-的數(shù)目為4,根據(jù)電荷守恒可得Fe2+的數(shù)目為1,所以Fe2+應(yīng)該在c位1.【解析】(1)Mg位于元素周期表中第三周期ⅡA族,屬于s區(qū);Fe3+為鐵原子失去3個電子后形成的離子,基態(tài)Fe3+價層電子排布式為3d5;(2)EDTA中羧基碳原子為sp2雜化、飽和碳原子為sp3雜化;單鍵均為σ鍵,雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵,所以每分子EDTA中所含σ鍵的數(shù)目為35;(3)EDTA分子中飽和碳原子與氮原子都是sp3雜化,而氮原子有一對孤電子對,孤電子對對成鍵電子對的斥力大,所以鍵角∠HCH大于∠CNC;(4)EDTA分子中N原子和—COOH中O原子均有孤電子對,而Fe3+有空軌道,故能與Fe3+形成配位鍵的是N原子和O原子;(5)①C原子位于體對角線14處,故C原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(14,34②由該立方晶胞結(jié)構(gòu)可知,鐵原子的配位數(shù)為8,鎂原子的配位數(shù)為4,故鐵原子與鎂原子的配位數(shù)之比為2∶1;該晶胞中鐵原子有4個,鎂原子有8個,其質(zhì)量為4×56+24×8NAg=416NAg,晶胞的體積為a3×10-30cm3,則密度為答案:(1)s3d5(2)sp2、sp335(3)>飽和碳原子與氮原子都是sp3雜化,而氮原子有一對孤電子對,孤電子對對成鍵電子對的斥力大(4)N、OEDTA分子中N原子和—COOH中O原子均有孤電子對,而Fe3+有空軌道,故能與Fe3+形成配位鍵(5)①(14,34,34)②2∶2.【解析】(1)Se與S同主族,硒位于第四周期ⅥA族,Se的價電子排布式為4s24p4,基態(tài)硒原子的價電子軌道表示式為;(2)分子X中的元素有C、H、O、S、Se,其中O的非金屬性最強(qiáng),故O的電負(fù)性最大;苯環(huán)中所有碳原子均為sp2雜化,碳碳雙鍵中碳原子為sp2雜化,S與兩個O形成兩個σ鍵,與兩個C又形成了兩個σ鍵,共4個σ鍵,為sp3雜化,Se與兩個C形成兩個σ鍵,還有兩對孤對電子,共4條軌道,為sp3雜化;(3)H2O、H2S和H2Se為組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,沸點(diǎn)越高,水分子間還存在氫鍵,沸點(diǎn)更高,則沸點(diǎn)順序由高到低的順序?yàn)镠2O>H2Se>H2S;(4)SeO3分子的中心原子Se為sp2雜化,則SeO3結(jié)構(gòu)為平面三角形,鍵角近似120°,SeO32-離子的中心原子Se為sp3雜化,則SeO32-結(jié)構(gòu)為三角錐形,鍵角近似107°,(5)1個Cu2-xSe晶胞中Se2-的個數(shù)為8×18+6×12=4,根據(jù)Cu2-xSe知,Cu+和Cu2+的個數(shù)和為4(2-x)=8-4x,設(shè)1個晶胞中Cu2+和Cu+的個數(shù)分別為a、b,則a+b=8-4x,根據(jù)化合物中各元素正負(fù)化合價代數(shù)和為0,有2a+b=8,解得a=4x,所以每個Cu2-xSe晶胞中Cu2+的個數(shù)為4(6)立方Na2Se晶胞為面心立方,每個面上有一個Se2-,共6個Se2-,所圍成的空間結(jié)構(gòu)為正八面體;立方Na2Se晶胞中Se2-的個數(shù)為8×18+6×12=4,Na+的個數(shù)為8,ρ=23×8+79×4N答案:(1)(2)OSe、S(3)H2O>H2Se>H2S(4)鍵角:SeO3>SeO32-,SeO3結(jié)構(gòu)為平面三角形,鍵角近似120°,SeO32-結(jié)構(gòu)為三角錐形,鍵角近似(5)4x(6)正八面體53.【解析】(1)①鈷為第27號元素,失去最外層2個電子形成Co2+,其價層電子排布式為3d7。②結(jié)合色胺酮分子結(jié)構(gòu)可知,含氧官能團(tuán)為酰胺基、羰基;色胺酮中包含同周期元素:N、O、C,同周期主族元素第一電離能隨原子序數(shù)增大而增大,N元素的2p電子排布為半充滿結(jié)構(gòu),電離能高于同周期相鄰C、