Question

2．（1）普魯士藍的化學(xué)式為Fe₄[Fe（CN）₆]₃，該物質(zhì)中存在的化學(xué)鍵有離子鍵、共價鍵和配位鍵；含有的Fe3+的核外電子排布式為[Ar]3d⁵
（2）KCN可被H₂O₂氧化為KOCN
①KOCN可作為制藥原料，其晶體類型是離子晶體；碳原子采取sp雜化，1mol該物質(zhì)中含有的π鍵數(shù)目為2mol．含有的三種非金屬元素的電負性由大到小的順序是O＞N＞C
②H₂O₂常溫下是液體，沸點較高（150℃），其主要原因是H₂O₂分子間存在氫鍵
（3）成語“信口雌黃”中的雌黃分子式為As₂S₃，分子結(jié)構(gòu)如圖1，As原子的雜化方式為sp³，雌黃和SnCl₂在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為雌黃（As₄S₄）和SnCl₄，SnCl₄分子的空間構(gòu)型為正四面體形
（4）某晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，該晶體的化學(xué)式為AB，該晶胞參數(shù)為a=250.4pm，c=666.1pm，y=120o；1號原子坐標為（0，0，0），2號原子坐標為（$\frac{1}{3}$，$\frac{2}{3}$，0），則3號原子坐標為（$\frac{1}{3}$，$\frac{2}{3}$，$\frac{1}{2}$），計算上述晶體中A和B兩原子間的最小核間距為144.6pm．（保留四位有效數(shù)字．已知$\sqrt{2}$=1.141，$\sqrt{3}$=1.732．）

Answer 1

分析 （1）普魯士藍的化學(xué)式為Fe₄[Fe（CN）₆]₃，是一個配合物，內(nèi)界和外界是離子鍵，配合物含有配位鍵，配體含有共價鍵，F(xiàn)e³⁺的價層3d軌道含有5個電子；
（2）①KOCN可作為制藥原料，其晶體類型是離子晶體，若C采取sp雜化，則只有兩個雜化軌道，雜化軌道成鍵為σ鍵，C總共成4根共價鍵，則剩余兩根鍵為π鍵，含有的三種非金屬元素分別為O、N、C，同周期主族元素從左至右電負性增大；
②H₂O₂常溫下是液體，沸點較高（150℃），考慮氫鍵的影響，使沸點異常升高；
（3）根據(jù)分子結(jié)構(gòu)判斷，As與S形成3根共價鍵，本身還有一對孤電子對，據(jù)此判斷As原子的雜化方式，根據(jù)VSEPR理論和雜化軌道理論判斷SnCl₄的空間構(gòu)型；
（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，頂點粒子占$\frac{1}{8}$，棱上粒子占$\frac{1}{4}$，面心粒子占$\frac{1}{2}$，晶胞內(nèi)部粒子為整個晶胞所有，據(jù)此計算晶體的化學(xué)式，根據(jù)已知原子坐標，1號原子坐標為（0，0，0），2號原子坐標為（$\frac{1}{3}$，$\frac{2}{3}$，0），結(jié)合立體幾何知識求出3號原子坐標，根據(jù)原子坐標計算A和B兩原子間的最小核間距．

解答 解：（1）普魯士藍的化學(xué)式為Fe₄[Fe（CN）₆]₃，是一個配合物，內(nèi)界和外界是離子鍵，配合物含有配位鍵，配體含有共價鍵，則該物質(zhì)中存在的化學(xué)鍵有離子鍵、共價鍵和配位鍵，F(xiàn)e³⁺的價層3d軌道含有5個電子，則含有的Fe³⁺的核外電子排布式為[Ar]3d⁵，
故答案為：共價鍵；配位鍵；[Ar]3d⁵；
（2）①KOCN可作為制藥原料，其晶體類型是離子晶體，
若C采取sp雜化，則只有兩個雜化軌道，雜化軌道成鍵為σ鍵，C總共成4根共價鍵，則剩余兩根鍵為π鍵，則1mol該物質(zhì)中含有的π鍵數(shù)目為2mol，
含有的三種非金屬元素分別為O、N、C，同周期主族元素從左至右電負性增大，則含有的三種非金屬元素的電負性由大到小的順序是O＞N＞C，
故答案為：離子晶體；2mol；O＞N＞C；
②H₂O₂常溫下是液體，沸點較高（150℃），考慮氫鍵的影響，使沸點異常升高，則原因是：H₂O₂分子間存在氫鍵，
故答案為：H₂O₂分子間存在氫鍵；
（3）根據(jù)分子結(jié)構(gòu)判斷，As與S形成3根共價鍵，本身還有一對孤電子對，雜化軌道數(shù)目=配位原子數(shù)目+孤電子對數(shù)目，所以As原子的雜化方式為sp³，
雌黃和SnCl₂在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為雌黃（As₄S₄）和SnCl₄，對于SnCl₄，根據(jù)VSEPR理論，中心Sn原子的配位原子數(shù)目為BP=4，孤電子對數(shù)為LP=$\frac{4-1×4}{2}$=0，則價電子對數(shù)為VP=BP+LP=4+0=4，根據(jù)雜化軌道理論，中心Sn為sp³雜化，空間構(gòu)型為正四面體形，
故答案為：sp³；正四面體形；
（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，頂點粒子占$\frac{1}{8}$，棱上粒子占$\frac{1}{4}$，面心粒子占$\frac{1}{2}$，晶胞內(nèi)部粒子為整個晶胞所有，則一個晶胞中，含有A的數(shù)目為$4×\frac{1}{4}+2×\frac{1}{2}$=2，含有B的數(shù)目為$8×\frac{1}{8}+1$=2，則A與B的數(shù)目為1：1，所以該晶體的化學(xué)式為AB，
該晶胞參數(shù)為a=250.4pm，c=666.1pm，γ=120^o，已知原子坐標，1號原子坐標為（0，0，0），2號原子坐標為（$\frac{1}{3}$，$\frac{2}{3}$，0），對于原子坐標的書寫，各參數(shù)取值范圍[0，1）之間，“1”即“0”，這是由晶胞的性質(zhì)決定的，根據(jù)立體幾何知識，3號原子在2號原子之上，且在整個晶胞的中間，則3號原子其實是放在2號原子的原子坐標為（$\frac{1}{3}$，$\frac{2}{3}$，$\frac{1}{2}$），
根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，左下角頂點A粒子與底心上面的B粒子間的距離最短，根據(jù)原子坐標，可以發(fā)現(xiàn)底面的A原子起始位處正三角形重心，根據(jù)立體幾何知識，根據(jù)余弦定理，$cos120°=\frac{{a}^{2}+{a}^{2}-ryhzuvr^{2}}{2a•a}$，可得d=$\sqrt{3}a$，這是底面最長對角線的距離，A和B的距離為其$\frac{1}{3}$，即$\overline{AB}=\frac{1}{3}d=\frac{\sqrt{3}}{3}a$=144.6pm，
故答案為：AB；（$\frac{1}{3}，\frac{2}{3}，\frac{1}{2}$）；144.6pm．

點評 本題主要考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識，包含配合物，價鍵類型的判斷，核外電子排布式的書寫，氫鍵的性質(zhì)，價層電子對互斥理論，雜化軌道理論，晶胞的計算，原子坐標的書寫，涉及的知識點較多，整體難度中等，均為高頻考點．本題的（4）難度較大，底面并不是直角坐標，是一個菱形坐標，需根據(jù)原子坐標確定粒子之間的位置關(guān)系，能夠發(fā)現(xiàn)出其中的正四面體結(jié)構(gòu)是解題的關(guān)鍵，需要有較強的空間想象能力，屬于難題，當然這一問實際上是競賽試題．