Question

Ti、Fe、Cu、Ni為過渡金屬元素，在工業(yè)生產(chǎn)中有重要的應用．
（1）Ti（BH₄）₂是一種重要的儲氫材料．在基態(tài)Ti²⁺中，電子占據(jù)的最高能層符號為

 

，該能層具有的原子軌道數(shù)為

 

．
（2）①Fe、Fe²⁺都能被硝酸氧化．HNO₃中氮原子軌道的雜化類型為

 

．
②常溫下Fe（CO）₅呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃．據(jù)此可以判斷其晶體的類型為

 

，F(xiàn)e（CO）₅中鐵的化合價為0，則該物質中含有的化學鍵類型有

 

（填字母）．
A．離子鍵B．極性共價鍵C．非極性共價鍵D．配位鍵
③NO能被FeSO₄溶液吸收生成配合物[Fe（NO）（H₂O）₅]SO₄，該配合物中心離子的配位數(shù)

 

．
④NiO、FeO的晶體結構類型均與氧化鈉的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO

 

FeO（填“＜”或“＞”）．
（3）Cu、N兩元素形成某種化合物的晶胞結構如圖，則其化學式為

 

（灰色球表示Cu原子），已知緊鄰的白球與灰球之間的距離為a cm，該晶胞的密度為

 

g?cm^-3．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,化學鍵,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：

分析：（1）在基態(tài)Ti²⁺中，電子占據(jù)的最高能層符號為M，該能層具有的原子軌道數(shù)為9；
（2）①計算HNO₃中氮原子價層電子對數(shù)，進而確定N原子軌道的雜化類型；
②在常溫下Fe（CO）₅呈液態(tài)，熔點和沸點較低，是分子晶體具備的性質；在Fe（CO）₅化合物中碳原子和氧原子之間的極性共價鍵，鐵元素和羰基之間形成配位鍵；
③在此配合物中配位體位由1個NO和5個H₂0分子構成；
④NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高；
（3）晶胞中Cu原子數(shù)目=12×

1

4

=3、N原子數(shù)目=8×

1

8

=1，故化學式為：Cu₃N，計算晶胞的質量，緊鄰的白球與黑球之間的距離為a cm，則晶胞棱長=2a cm，則晶胞體積=（2a cm）³，再根據(jù)ρ=

m

V

計算晶胞密度．

解答： 解：（1）在基態(tài)Ti²⁺中，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²，電子占據(jù)的最高能層符號為M，該能層具有的原子軌道數(shù)為9，故答案為：M；9；
（2）①HNO₃中氮原子價層電子對數(shù)為3+

5+1-2×3

2

=3，N原子軌道的雜化類型為sp²，故答案為：sp²；
②在常溫下Fe（CO）₅呈液態(tài)，熔點和沸點較低，是分子晶體具備的性質，故屬于分子晶體；在Fe（CO）₅化合物中含有的化學鍵類型為：碳原子和氧原子之間的極性共價鍵，鐵元素和羰基之間形成配位鍵，故答案為：分子晶體；BD；
③在此配合物中配位體位由1個NO和5個H₂O分子構成，故該配合物中心離子的配位數(shù)為6，故答案為：6；
④Ni0、Fe0的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高，由于Ni²⁺的離子半徑小于Fe²⁺的離子半徑，屬于熔點是NiO＞FeO，故答案為：＞；
（3）晶胞中Cu原子數(shù)目=12×

1

4

=3、N原子數(shù)目=8×

1

8

=1，故化學式為：Cu₃N，晶胞的質量=（64×3+14）÷N_A g，緊鄰的白球與黑球之間的距離為a cm，則晶胞棱長=2a cm，則晶胞體積=（2a cm）³，故晶體的密度=[（64×3+14）÷N_A]÷（2a cm）³=

103

4NA?a3

g/cm³，
故答案為：Cu₃N；

103

4NA?a3

．

點評：本題是對物質結構的考查，涉及晶胞計算、核外電子排布、晶體類型與性質、配合物、雜化軌道等，是對主干知識的考查，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．