Question

【題目】黃銅礦是工業(yè)冶煉銅的原料，主要成分為 CuFeS2。試回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)硫原子核外電子有_____種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，能量最高的電子所占據(jù)的原子軌道形狀為_________。

（2）基態(tài)Cu原子的價(jià)層電子排布式為_________；Cu、Zn的第二電離能大小I2(Cu) _________I2(Zn)(填“>”“<”或“=”)。

（3）SO2分子中S原子的軌道雜化類(lèi)型為_________，分子空間構(gòu)型為_________；與SO2互為等電子體的分子有_________(寫(xiě)一種)。

（4）請(qǐng)從結(jié)構(gòu)角度解釋H2SO3的酸性比H2SO4酸性弱的原因_________。

（5）Cu(CH3CN)4比四氨合銅離子穩(wěn)定，其配離子中心原子配位數(shù)為_________，配位體中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為_________。

（6）鐵鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)氫密度最高的儲(chǔ)氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

若該晶體儲(chǔ)氫時(shí)，H2分子在晶胞的體心和棱的中心位置，距離最近的兩個(gè)H2分子之間距離為anm。則該晶體的密度為_________g/cm3(列出計(jì)算表達(dá)式)。

Answer 1

【答案】16 紡錘形 3d104s1 ＞ sp2 V形 O3 硫酸分子中的非羥基氧原子數(shù)比亞硫酸多，硫酸中心原子硫價(jià)態(tài)高，易于電離出H+ 4 5∶2

【解析】

(1)硫元素為16號(hào)元素，能量最高的電子為3p電子；(2)Cu為29號(hào)元素，Zn為30號(hào)元素，Cu的第二電離能失去的是3d電子；(3)SO2分子中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+(6-2×2)=3，結(jié)合等電子體的概念解答；(4)同一元素的不同含氧酸中，非羥基氧原子數(shù)越大其酸性越強(qiáng)；(5)Cu(CH3CN)4中的中心原子為Cu，配位體為CH3CN，其中σ鍵有3個(gè)C-H、1個(gè)C-C和1個(gè)C≡N，C≡N中含有π鍵；(6)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)，距離最近的兩個(gè)H2分子之間的距離為晶胞面上對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度的一半，晶胞中Mg原子個(gè)數(shù)是8、Fe原子個(gè)數(shù)=8×+6×=4，所以其化學(xué)式為Mg2Fe。據(jù)此分析解答。

(1)硫元素為16號(hào)元素，基態(tài)硫原子核外電子有16種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，能量最高的電子為3p電子，3p電子的原子軌道形狀為紡錘形，故答案為：16；紡錘形；

(2)Cu為29號(hào)元素，基態(tài)Cu原子的價(jià)層電子排布式為3d104s1；Zn為30號(hào)元素，基態(tài)Zn原子的價(jià)層電子排布式為3d104s2，Cu的第二電離能失去的是3d電子，失去后不穩(wěn)定，第二電離能大于Zn的第二電離能，即I2(Cu)＞I2(Zn)，故答案為：3d104s1；＞；

(3)SO2分子中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+(6-2×2)=3，軌道雜化類(lèi)型為sp2，分子的空間構(gòu)型為V形；與SO2互為等電子體的分子有O3，故答案為：sp2；V形；O3；

(4)同一元素的不同含氧酸中，非羥基氧原子數(shù)越大其酸性越強(qiáng)，硫酸分子中的非羥基氧原子數(shù)比亞硫酸多，所以H2SO4的酸性大于H2SO3的酸性，故答案為：硫酸分子中的非羥基氧原子數(shù)比亞硫酸多，硫酸中心原子硫價(jià)態(tài)高，易于電離出H+；

(5)Cu(CH3CN)4中的中心原子為Cu，配位數(shù)為4；配位體為CH3CN，其中σ鍵有3個(gè)C-H、1個(gè)C-C和1個(gè)C≡N，共5個(gè)σ鍵，只有C≡N中含有π鍵，有2個(gè)π鍵，σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比5∶2，故答案為：4；5∶2；

(6)設(shè)晶胞的參數(shù)為dnm，該晶體儲(chǔ)氫時(shí)，H2分子在晶胞的體心和棱心位置，則距離最近的兩個(gè)H2分子之間的距離為晶胞面上對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度的一半，即anm=×d nm，則d=anm=a×10-7cm，該晶胞中Mg原子個(gè)數(shù)是8、Fe原子個(gè)數(shù)=8×+6×=4，所以Mg、Fe原子個(gè)數(shù)之比為8∶4=2∶1，所以其化學(xué)式為Mg2Fe，該合金的密度為===g/cm3，故答案為：。