Question

【題目】鐵、銅及其化合物在日常生產(chǎn)、生活有著廣泛的應(yīng)用。請回答下列問題：

（1）鐵在元素周期表中的位置是______，基態(tài)銅原子的核外電子排布式為______。

（2）配合物Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)x晶體屬于______填晶體類型。

（3）寫出CO的一種常見等電子體分子的結(jié)構(gòu)式______，兩者相比較沸點較高的為______（填化學式）。CN-中碳原子雜化軌道類型為______，C、N、O三元素的第一電離能最大的為______用元素符號表示。

（4）銅晶體中銅原子的堆積方式如圖所示：

M原子的價電子排布式為3s23p5，銅與M形成化合物的晶胞如圖所示（黑點代表銅原子）。

該晶體的化學式為______。

已知銅和M的電負性分別為1.9和3.0，則銅與M形成的化合物屬于______（填“離子”、“共價”）化合物。

已知該晶體的密度為gcm-3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，已知該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為體對角線的，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為______pm（只寫計算式）。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar] 3d104s1 分子晶體 CO sp雜化 N CuCl 共價

【解析】

（1）鐵為26號元素，質(zhì)子數(shù)為26，根據(jù)基態(tài)原子的核外電子排布式可確定其在周期表中的位置；銅為29號元素，質(zhì)子數(shù)為29，可書寫出其基態(tài)原子的核外電子排布式；

（2）分子晶體熔沸點低，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，熔化時不破壞共價鍵；

（3）原子總數(shù)相等，價電子數(shù)相等的粒子互為等電子體，對于分子晶體，相對分子質(zhì)量相近時，極性越大，沸點越高；根據(jù)價層電子對個數(shù)確定C原子的雜化方式；

一般來說非金屬性越強，第一電離能大；

（4）①M原子的外圍電子排布式為3s23p5，說明M為氯元素，由銅與M形成化合物的晶胞確定該晶體的化學式；

②電負性差值大于1.7原子間易形成離子鍵，小于1.7原子間形成共價鍵；

③將大正方體分成8個小正方體，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為小正方體的體對角線的一半，據(jù)此進行分析作答。

（1）根據(jù)元素的質(zhì)子數(shù)可知電子數(shù)為26，其原子基態(tài)時的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，位于周期表中第四周期第VIII族；銅為29號元素，基態(tài)銅原子的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar] 3d104s1；

（2）配合物Fe(CO)x常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)x晶體屬于分子晶體，故答案為：分子晶體；

（3）原子總數(shù)相等，價電子數(shù)相等的粒子互為等電子體，所以CO的一種常見等電子體分子為氮氣，結(jié)構(gòu)式為，對于分子晶體，相對分子質(zhì)量相近時，極性越大，沸點越高，一氧化碳是極性分子，氮氣是非極性分子，所以沸點較高的為一氧化碳；CN-中C原子價層電子對個數(shù)=1+(4+1-1×3)=2，所以采取sp雜化；一般來說非金屬性越強，第一電離能大，但是因為p軌道半充滿體系具有很強的穩(wěn)定性，N的p軌道本來就是半充滿的，O的p軌道失去一個電子才是半充滿的，所以C、N、O三元素的第一電離能最大的為N；

（4）①某M原子的外圍電子排布式為3s23p5，則M為氯元素，由銅與M形成化合物的晶胞可知，4個銅原子都在晶胞內(nèi)部，故該晶胞中銅的個數(shù)為4，氯原子的個數(shù)為8×+6×=4，所以該晶體的化學式為：CuCl；

②電負性差值大于1.7原子間易形成離子鍵，小于1.7原子間形成共價鍵，銅與X的電負性分別為1.9和3.0，差值為1.1小于1.7，形成共價鍵；

③將大正方體分成8個小正方體，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為小正方體的體對角線的一半，1個該晶體中含有4個CuCl，則該晶體的體積為，晶胞的邊長為，小正方體的邊長為，小正方體的體對角線是小正方體邊長的倍，則小正方體的體對角線為，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為，即。

微粒	通式	價電子總數(shù)	立體構(gòu)型
CO2、SCN－、NO、N	AX2	16e－	直線形
CO、NO、SO3	AX3	24e－	平面三角形
SO2、O3、NO	AX2	18e－	V形
SO、PO	AX4	32e－	正四面體形
PO、SO、ClO	AX3	26e－	三角錐形
CO、N2	AX	10e－	直線形
CH4、NH	AX4	8e－	正四面體形