Question

【題目】世上萬物，神奇可測(cè)。其性質(zhì)與變化是物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化的結(jié)果。回答下列問題。

（1）根據(jù)雜化軌道理論判斷，下列分子的空間構(gòu)型是V形的是_________(填字母)。

A.BeCl2 B.H2O C.HCHO D.CS2

（2）原子序數(shù)小于36的元素Q和T，在周期表中既位于同一周期又位于同一族，且T的原子序數(shù)比Q多2。T的基態(tài)原子的外圍電子(價(jià)電子)排布式為_________________，Q2+的未成對(duì)電子數(shù)是______。

（3）銅及其合金是人類最早使用的金屬材料，Cu2+能與NH3形成配位數(shù)為4的配合物[Cu(NH3)4]SO4

①銅元素在周期表中的位置是________________，[Cu(NH3)4]SO4中，N、O、S三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>_____________________。

②[Cu(NH3)4]SO4中，存在的化學(xué)鍵的類型有_______(填字母)。

A.離子鍵 B.金屬鍵 C.配位鍵 D.非極性鍵 E.極性鍵

③NH3中N原子的雜化軌道類型是________，寫出一種與SO42-互為等電子體的分子的化學(xué)式:__________。

④[Cu(NH3)4]2+具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，[Cu(NH3)4]2+中的兩個(gè)NH3被兩個(gè)C1-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[Cu(NH3)4]2+的空間構(gòu)型為___________________。

（4）氧與銅形成的某種離子晶體的晶胞如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為_________。若該晶體的密度為 ρ g·cm-3，則該晶體內(nèi)銅離子與氧離子間的最近距離為_____________(用含 ρ 的代數(shù)式表示，其中阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)cm。

Answer 1

【答案】B 3d84s2 4 第四周期IB族 N>O>S ACE sp3 CCl4(或其他合理答案) 平面正方形 CuO

【解析】

(1)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定分子的空間構(gòu)型及原子雜化方式，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=鍵合電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)，據(jù)此分析解答；

(2)原子序數(shù)小于36的元素Q和T，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，說明Q、T處于元素周期表的VIII族，結(jié)合原子序數(shù)T比Q多2，判斷出兩種元素，再結(jié)合核外電子排布規(guī)律解答；

(3)①同主族自上而下第一電離能減小，同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，N元素原子2p能級(jí)為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于氧元素的第一電離能；②配離子與外界硫酸根形成離子鍵，銅離子與氨分子之間形成配位鍵，氨分子、硫酸根中原子之間形成極性鍵；③NH3中N原子形成3個(gè)N-H鍵，含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4；SO42-有5個(gè)原子、價(jià)電子總數(shù)為32，平均價(jià)電子數(shù)為6.4，應(yīng)是價(jià)電子數(shù)為7的4個(gè)原子與價(jià)電子數(shù)為4的一個(gè)原子構(gòu)成的微粒；④[Cu(NH3)4]2+具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，[Cu(NH3)4]2+中的兩個(gè)NH3被兩個(gè)Cl-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，結(jié)合正四面體和平面正方形結(jié)構(gòu)分析判斷；

(4)晶體內(nèi)銅離子與周圍最近的4個(gè)氧離子形成正四面體結(jié)構(gòu)，晶胞頂點(diǎn)銅離子與小正四面體中心氧離子連線處于晶胞體對(duì)角線上，且二者距離等于體對(duì)角線長(zhǎng)度的，利用均攤法計(jì)算晶胞中銅離子、氧離子數(shù)目，結(jié)合摩爾質(zhì)量計(jì)算晶胞中各微粒總質(zhì)量，再由密度可以得到晶胞體積，從而得到晶胞棱長(zhǎng)，據(jù)此分析解答。

(1)A．BeCl2分子中，鈹原子含有兩個(gè)共價(jià)單鍵，不含孤電子對(duì)，所以價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2，中心原子以sp雜化軌道成鍵，分子的立體構(gòu)型為直線形，故A錯(cuò)誤；B．水分子中孤電子對(duì)數(shù)==2，水分子中氧原子含有2個(gè)共價(jià)單鍵，所以價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，中心原子以sp3雜化軌道成鍵，價(jià)層電子對(duì)互斥模型為四面體型，含有2對(duì)孤對(duì)電子，分子的立體構(gòu)型為V形，故B正確；C．HCHO分子內(nèi)(H2C=O)碳原子形成3個(gè)σ鍵，無孤對(duì)電子，分子中價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+0=3，雜化方式為sp2雜化，價(jià)層電子對(duì)互斥模型為平面三角形，沒有孤電子對(duì)，分子的立體構(gòu)型為平面三角形，故C錯(cuò)誤；D．二硫化碳分子中碳原子含有2個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，采用sp雜化，其空間構(gòu)型是直線形，故D錯(cuò)誤；故答案為：B；

(2)原子序數(shù)小于36的元素Q和T，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，則Q、T處于第Ⅷ族，且原子序數(shù)T比Q多2，則Q為Fe元素，T為Ni元素，Ni元素是28號(hào)元素，Ni原子價(jià)電子排布式為3d84s2，F(xiàn)e2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23d6，3d能級(jí)有4個(gè)未成對(duì)電子，故答案為：3d84s2；4；

(3)①Cu處于周期表中第四周期ⅠB族；同主族自上而下第一電離能減小，同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，N元素原子2p能級(jí)為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于氧元素的第一電離能，故第一電離能：N＞O＞S，故答案為：第四周期ⅠB族；N＞O＞S；

②配離子與外界硫酸根形成離子鍵，銅離子與氨分子之間形成配位鍵，氨分子、硫酸根中原子之間形成極性鍵，不存在金屬鍵，故選：ACE；

③NH3中N原子形成3個(gè)N-H鍵，含有1個(gè)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4，故N原子采取sp3雜化；SO42-有5個(gè)原子、價(jià)電子總數(shù)為32，平均價(jià)電子數(shù)為6.4，應(yīng)是價(jià)電子數(shù)為7的4個(gè)原子與價(jià)電子數(shù)為4的一個(gè)原子構(gòu)成的微粒，可以是CCl4等，故答案為：sp3；CCl4；

④[Cu(NH3)4]2+具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，[Cu(NH3)4]2+中的兩個(gè)NH3被兩個(gè)Cl-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，說明[Cu(NH3)4]2+是平面正方形，故答案為：平面正方形；

(4)晶體內(nèi)銅離子與周圍最近的4個(gè)氧離子形成正四面體結(jié)構(gòu)，晶胞頂點(diǎn)銅離子與小正四面體中心氧離子連線處于晶胞體對(duì)角線上，且二者距離等于體對(duì)角線長(zhǎng)度的，而晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)度等于晶胞棱長(zhǎng)的倍。晶胞中銅離子處于晶胞內(nèi)部，有4個(gè)，氧離子處于頂點(diǎn)與面心，共有8×+6×=4，化學(xué)式為CuO；晶胞中銅離子、氧離子總質(zhì)量=g，晶胞體積=g÷ρg/cm3=cm3，則晶胞棱長(zhǎng)=cm，故晶體內(nèi)銅離子與氧離子間的最近距離為：××cm=×cm，故答案為：CuO；×。