Question

17．學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，回答下列問題：
（1）鋁元素的原子核外共有13種不同運動狀態(tài)的電子，5種不同能級的電子．
（2）在硼酸[B（OH）₃]分子中，B原子與3個羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)，則分子中B原子雜化軌道的類型為sp²，同層分子間的主要作用為氫鍵．
（3）BN和CO₂中的化學(xué)鍵均為共價鍵，BN的熔點高且硬度大，BN可能是原子晶體，而干冰屬于分子晶體，其晶胞也屬于面心立方晶格，則CO₂的配位數(shù)是12．
（4）銅元素基態(tài)原子的價層電子排布式為3d¹⁰4s¹，一種銅銀合金晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心，Ag原子處于頂點位置，同該合金中Cu原子與Ag原子數(shù)量之比為3：1．
（5）若將金剛石晶胞中的所有C原子換成Si原子，同時在每兩個相鄰的Si原子（距離最近的兩個Si原子）中心聯(lián)線的中點處增添一個O原子，則構(gòu)成SiO₂晶胞，故SiO₂晶胞中有8個Si原子，16個O原子．
（6）冰雖不屬于原子晶體，但冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，冰晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式類似的原因是水中的氧和金剛石中的碳原子都是sp3雜化，每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵，且氫鍵具胡方向性和飽和性．

Answer 1

分析 （1）元素原子中電子數(shù)與電子運動狀態(tài)數(shù)相同；Al原子核外有1s、2s、2p、3s、3p能級；
（2）在硼酸[B（OH）₃]分子中，硼原子最外層只有3個電子，B原子與3個羥基相連，與氧原子形成3對共用電子對，無孤對電子對，所以B原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷B原子雜化方式；
在硼酸[B（OH）₃]分子中，氧原子與氫原子形成1對共用電子對，氧元素的電負(fù)性很強(qiáng)，不同硼酸分子中的氧原子與氫原子之間形成氫鍵，此外硼酸分子之間存在范德華力；
（3）原子晶體熔沸點較高，分子晶體熔沸點較低；面心立方晶胞中配位數(shù)=3×8÷2；
（4）Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，3d、4s電子為其價電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫價電子排布式；該晶胞中Cu原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，Ag原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1；
（5）在硅晶胞中Si原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$+4=8，在每兩個相鄰的Si原子（距離最近的兩個Si原子）中心聯(lián)線的中點處增添一個O原子，則構(gòu)成SiO₂晶胞，則Si、O原子個數(shù)之比為1：2，據(jù)此判斷O原子個數(shù)；
（6）水中的氧和金剛石中的碳的雜化方式相同，氫鍵和共價健都有方向性和飽和性．

解答 解：（1）元素原子中電子數(shù)與電子運動狀態(tài)數(shù)相同，Al原子核外有13個電子，所以電子有13種運動狀態(tài)；Al原子核外有1s、2s、2p、3s、3p能級，所以有5種不同能級的電子，
故答案為：13；5；
（2）在硼酸[B（OH）₃]分子中，硼原子最外層只有3個電子，B原子與3個羥基相連，與氧原子形成3對共用電子對，即形成3個σ鍵，無孤對電子對，雜化軌道數(shù)為3，故B原子采取sp²雜化；
在硼酸[B（OH）₃]分子中，氧原子與氫原子形成1對共用電子對，氧元素的電負(fù)性很強(qiáng)，不同硼酸分子中的氧原子與氫原子之間形成氫鍵，外硼酸分子之間存在范德華力，氫鍵比范德華力更強(qiáng)，故硼酸分子之間主要是氫鍵；
故答案為：sp²；氫鍵；
（3）原子晶體熔沸點較高，分子晶體熔沸點較低，BN的熔沸點較高，所以為原子晶體；面心立方晶胞中配位數(shù)=3×8÷2=12，
故答案為：原子；12；
（4）Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，3d、4s電子為其價電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫價電子排布式為3d¹⁰4s¹；該晶胞中Cu原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，Ag原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，所以Cu、Ag原子個數(shù)之比為3：1，
故答案為：3d¹⁰4s¹；3：1；
（5）在硅晶胞中Si原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$+4=8，在每兩個相鄰的Si原子（距離最近的兩個Si原子）中心聯(lián)線的中點處增添一個O原子，則構(gòu)成SiO₂晶胞，則Si、O原子個數(shù)之比為1：2，O原子個數(shù)為16，
故答案為：8；16；
（6）水中的氧和金剛石中的碳原子都是sp³雜化，每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵，且氫鍵具有方向性和飽和性，所以冰晶胞與金剛石晶胞排列方式相同，
故答案為：水中的氧和金剛石中的碳原子都是sp³雜化，每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵，且氫鍵具胡方向性和飽和性．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶胞計算、原子雜化方式判斷、氫鍵、原子核外電子排布等知識點，綜合性較強(qiáng)，利用均攤法、價層電子對互斥理論、構(gòu)造原理等知識點即可解答，難點是配位數(shù)的計算方法．