Question

【題目】材料是人類文明進(jìn)步的階梯，第ⅢA、ⅣA、VA及Ⅷ族元素是組成特殊材料的重要元素。

回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)B核外電子占據(jù)的最高能級(jí)的電子云輪廓圖形狀為________。與硼處于同周期且相鄰的兩種元素和硼的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>______。

（2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)氮原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，則其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為_____。

（3）經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，N2O5固體由NO2+和NO3-兩種離子組成，該固體中N原子雜化類型有__。

（4）MgCO3的熱分解溫度_____(填“高于”或“低于”)CaCO3的原因是________。

（5）NH3分子在獨(dú)立存在時(shí)H－N－H鍵角為107°。如圖是[Zn(NH3)6]2＋離子的部分結(jié)構(gòu)以及H－N－H鍵角的測(cè)量值。解釋NH3形成如圖配合物后H－N－H鍵角變大的原因：_________。

（6）某種金屬鋰的硼氫化物是優(yōu)質(zhì)固體電解質(zhì)，并具有高儲(chǔ)氫密度。陽(yáng)離子為Li+，每個(gè)陰離子是由12個(gè)硼原子和12個(gè)氫原子所構(gòu)成的原子團(tuán)。陰離子在晶胞中位置如圖所示，其堆積方式為_____，Li+占據(jù)陰離子組成的所有正四面體中心，該化合物的化學(xué)式為_____（用最簡(jiǎn)整數(shù)比表示）。假設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為anm，NA代表阿伏伽德羅常數(shù)的值，則該晶胞的密度為_____g/cm3。

Answer 1

【答案】啞鈴形 C＞Be＞B 3d74s2 sp、sp2 低于 r(Mg2+) < r(Ca2+)，晶格能：MgO大于CaO，故MgCO3更易分解為MgO NH3分子中N原子的孤電子對(duì)進(jìn)入Zn2+的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對(duì)間的排斥，排斥作用減弱 面心立方最密堆積 LiB6H6

【解析】

（1）基態(tài)B核外電子占據(jù)的最高能級(jí)為2p；與硼處于同周期且相鄰的兩種元素為C與Be,結(jié)合Be的最高能級(jí)2s上電子為全充滿結(jié)構(gòu)，第一電離能最大分析作答；

（2）第四周期Ⅷ族元素分別是鐵、鈷和鎳，根據(jù)價(jià)層電子排布式分析作答；

（3）依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論與雜化軌道理論結(jié)合判斷雜化類型；

（4）依據(jù)MgO與CaO的晶格能大小來(lái)判斷產(chǎn)物的穩(wěn)定性，據(jù)此分析分解溫度；

（5）依據(jù)孤電子對(duì)對(duì)成鍵鍵角的排斥力大于成鍵電子對(duì)鍵角的排斥力作答；

（6）依據(jù)金屬晶體中金屬原子在空間上的堆積方式分析判斷模型；利用均攤法計(jì)算晶胞內(nèi)原子的個(gè)數(shù)，再結(jié)合晶體的密度 = 晶胞的密度= 求算。

（1）基態(tài)B核外電子占據(jù)的最高能級(jí)2p，電子云輪廓圖形狀為啞鈴形，同周期元素中，第一電離能從左到右呈增大趨勢(shì)，因Be的價(jià)層電子排布式為2s2，位于IIA族，第一電離能比B的第一電離能大，則第一電離能比較：C＞Be＞B，

故答案為：?jiǎn)♀徯危?/span>C＞Be＞B；

（2）因基態(tài)氮原子的價(jià)層電子排布式為2s22p3，未成對(duì)電子數(shù)為3，而第四周期Ⅷ族Co的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d74s2，未成對(duì)電子數(shù)也為3，符合題意，

故答案為：3d74s2；

（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)計(jì)算公式得，NO2+的價(jià)層電子數(shù)有2+=2，故雜化軌道類型為sp，NO3-的價(jià)層電子數(shù)有3+=3，故雜化軌道類型為sp2，

故答案為：sp、sp2；

（4）產(chǎn)物越穩(wěn)定，碳酸鹽熱分解溫度越低，因r(Mg2+) < r(Ca2+)，晶格能：MgO大于CaO，故MgCO3更易分解為MgO，故MgCO3的熱分解溫度低于CaCO3，

故答案為：低于；因r(Mg2+) < r(Ca2+)，晶格能：MgO大于CaO，故MgCO3更易分解為MgO；

（5）NH3分子中N原子的孤電子對(duì)進(jìn)入Zn2+的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對(duì)間的排斥，排斥作用減弱，導(dǎo)致形成配合物后H－N－H鍵角變大，

故答案為：NH3分子中N原子的孤電子對(duì)進(jìn)入Zn2+的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對(duì)間的排斥，排斥作用減弱；

（6）根據(jù)陰離子在晶胞中位置圖，陰離子在晶胞頂點(diǎn)和面心，所以堆積方式為面心立方堆積；根據(jù)“均攤法”，陰離子數(shù) ，Li+占據(jù)陰離子組成的所有正四面體中心，晶胞中共8個(gè)鋰離子，故該化合物的化學(xué)式（最簡(jiǎn)式）為LiB6H6，晶體的密度 = 晶胞的密度= =

，

故答案為：面心立方最密堆積；LiB6H6；。