Question

9．在下列分子中，各主族元素原子均達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．
I．氧硫化碳（CSO）可替代磷化氫（化學(xué)式：PH₃，劇毒）而被用作熏蒸劑．
（1）在基態(tài)硫原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，在上述5種元素中，第一電離能比同周期相鄰原子都大的元素是P．
（2）氧硫化碳（CSO）分子的電子式為：，其分子呈直線形．
II．研究發(fā)現(xiàn)，釩元素的某種配合物可增強(qiáng)胰島素降糖作用，該分子具有立體結(jié)構(gòu)，如圖1所示如下．
（3）釩元素₂₃V的基態(tài)價(jià)層電子軌道表示式是．
（4）分子中采取sp²雜化的原子有①②③④（填序號(hào)）．1mol分子中含有配位鍵的數(shù)目是2N_A．
（5）在該分子中，同一平面內(nèi)最多可具有的原子數(shù)是27．
III．Fe-C-Mn合金的一種晶胞為正立方結(jié)構(gòu)如圖2所示．
（6）與一個(gè)錳（Mn）原子配位的Fe原子的數(shù)目為12．
（7）已知該晶體的密度為ρg•cm^-3，用N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)的值，則該晶胞的邊長(zhǎng)為$\root{3}{\frac{235}{{N}_{A}ρ}}$cm．

Answer 1

分析 I．（1）在基態(tài)硫原子中，其最外層電子排布為3s²3p⁴，在周期表中第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一電離能比同周期相鄰原子都大，據(jù)此答題；
（2）氧硫化碳（CSO）分子中碳、硫和碳、氧之間都有兩對(duì)共用電子對(duì)，碳是sp雜化，沒有孤電子對(duì)，據(jù)此判斷分子構(gòu)型；
II．（3）基態(tài)V元素的價(jià)層電子排布式為3d³4s²，結(jié)合泡利原、洪特規(guī)則畫出軌道表示式；
（4）采取sp²雜化的原子雜化軌道數(shù)目為3，而雜化軌道數(shù)目=σ鍵+孤對(duì)電子；V與N原子之間形成配位鍵；
（5）根據(jù)圖1可知，雜環(huán)上所有的原子可以共面，碳氧雙鍵上的所有原子共面，礬原子周圍及礬原子最多可以有5個(gè)原子共面，據(jù)此判斷；
III．（6）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，可知與上底面面心上的錳原子距離最近的鐵原子位于該底面的四個(gè)頂點(diǎn)及側(cè)面的面心，共有12個(gè)，
（7）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，利用均攤法計(jì)算晶胞中Fe、C、Mn原子數(shù)目，m=ρV計(jì)算晶胞棱長(zhǎng)；

解答 解：I．（1）在基態(tài)硫原子中，其最外層電子排布為3s²3p⁴，所以占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，在周期表中第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一電離能比同周期相鄰原子都大，所以在C、S、O、P、H中，第一電離能比同周期相鄰原子都大的元素是P，
故答案為：M；P；
（2）氧硫化碳（CSO）分子中碳、硫和碳、氧之間都有兩對(duì)共用電子對(duì)，其電子式為，碳是sp雜化，沒有孤電子對(duì)，所以其分子呈直線形，
故答案為：；直線；
II．（3）基態(tài)V元素的價(jià)層電子排布式為3d³4s²，軌道表示式為，
故答案為：；
（4）分子中C原子、N原子σ鍵均為3，均沒有孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目均為3，均采取sp²雜化，故選①②③④，V與N原子之間形成配位鍵，1mol分子含有2mol配位鍵，即含有2N_A個(gè)配位鍵，
故答案為：①②③④；2N_A；
（5）根據(jù)圖1可知，雜環(huán)上所有的原子可以共面，碳氧雙鍵上的所有原子共面，礬原子周圍及礬原子最多可以有5個(gè)原子共面，所以同一平面內(nèi)最多可具有的原子數(shù)是27，
故答案為：27；
III．（6）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，可知與上底面面心上的錳原子距離最近的鐵原子位于該底面的四個(gè)頂點(diǎn)及側(cè)面的面心，共有12個(gè)，所以與一個(gè)錳（Mn）原子配位的Fe原子的數(shù)目為12，
故答案為：12；
（7）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，可知晶胞中Fe原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}+4×\frac{1}{2}$=3，C原子數(shù)為1，Mn原子數(shù)目為$2×\frac{1}{2}$=1，根據(jù)m=ρV可知，晶胞棱長(zhǎng)=$\root{3}{\frac{m}{ρ}}$=$\root{3}{\frac{\frac{3×56+12+55}{{N}_{A}}}{ρ}}$=$\root{3}{\frac{235}{{N}_{A}ρ}}$cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{235}{{N}_{A}ρ}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、第一電離能、化學(xué)鍵、共線共面問題、晶胞結(jié)構(gòu)及有關(guān)計(jì)算，掌握均攤法進(jìn)行有關(guān)晶胞計(jì)算．