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A、B、C是原子序數(shù)依次遞增的短周期元素,A元素原子的電子總數(shù)等于其基態(tài)電子層數(shù),B元素原子的價電子結構為nsnnpn,C元素的第一電離能在同族元素中最大,并且高于同周期左右相鄰的元素,但其單質的熔點卻低于同周期左右相鄰元素的單質,D的價電子結構為3d64s2。請回答:

(1)D元素較穩(wěn)定的化合價是          。

(2)C與A形成的最簡單分子是        分子(填:“極性”或“非極性”),該分子再與A元素結合成離子時,ACA鍵的鍵角發(fā)生改變,其原因是                                             

(3)在烴中,若要求所有的原子都有可能在同一個平面中,則對碳原子成鍵軌道的要求是:         

(4)在金剛石晶體的一個晶胞(如圖1)中,含有        個碳原子。在二氧化硅晶體的一個晶胞中,含有      個化學鍵。原子晶體能否形成最密堆積結構,原因是                              

(5)鐵晶體的晶胞結構(如圖2):若鐵原子的半徑是r cm,則鐵的密度是          。

(1)+3;(2)極性,NH3中有一對孤對電子,它對成鍵電子的排斥作用強于成鍵電子之間的排斥作用,當孤對電子與H結合形成配位鍵形成NH4后,孤對電子成為成鍵電子,四個鍵等同,斥力也等同。所以HNH鍵的鍵角就由107°轉變?yōu)?09°28’。

(3)不能有sp3雜化軌道(或只能有sp和sp2雜化軌道)

(4)18  32  原子晶體是原子之間是以共價鍵結合的,共價鍵有飽和性和方向性,一個原子不能形成12條共價鍵,所以原子晶體就不能形成配位數(shù)是12的最密堆積結構。

(5) g/cm3


解析:

“電子總數(shù)等于其基態(tài)電子層數(shù)”只有一種情況,就是氫原子。因為氫原子在激發(fā)態(tài)時電子處于2s軌道,電子排布式為:2s1,所以,用“基態(tài)”更科學一些!皀snnpn”看起來好象都是未知數(shù),但最大容量原理、構造原理告訴我們,s軌道最多只能容納2個電子,因為p軌道有電子,所以s軌道全充滿,n——2!癈的第一電離能高于周周期左右相鄰的元素”,這說明它是半充滿結構(不是全充滿),在短周期中有四種情況:Be、N、Mg、P,“其單質的熔點卻低于同周期左右相鄰元素的單質”,這一情況只有說明可能是Be、N或P。因為Mg與鋁都是金屬晶體,鋁離子的半徑小但電荷高,金屬鍵強度高于鎂,所以。鋁熔點高于鎂。而N2晶體屬于分子晶體,熔點明顯低于屬于原子晶體的金剛石,也低于相對分子質量高于它的O2;P和Be的熔點不清楚,也不清楚相鄰元素B和S的晶體類型和熔點,所以無法判斷。但“C元素的第一電離能在同族元素中最大”告訴我們C元素是第二周期的元素――氮。

(1)3d64s2轉化為更穩(wěn)定的半充滿結構3d5,失3個電子,所以+3價穩(wěn)定。D就是鐵,符合鐵的性質。

(2)NH3 是三角錐形,所以是極性分子;NH3中有一對孤對電子,它對成鍵電子的排斥作用強于成鍵電子之間的排斥作用,所以,雖然在NH3 中N原子是sp3雜化,但HNH鍵的鍵角為107°,小于109°28’,但NH3 中的孤對電子與有空軌道的H通過配位鍵結合形成后,由于NH4中沒有了孤對電子,四條鍵完全等同,所以排斥作用等同,鍵角恢復到109°28’。

(3)由于在已知的碳原子的價電子為2s22p2,所以碳的雜化方式只能是s軌道和p軌道雜化。其中sp和sp2雜化分別是直線型和平面型的,符合試題要求,但sp3軌道呈正四面體型,所以,當所有原子在一個平面中時,碳原子就不能呈sp3雜化,不能有sp3雜化軌道。 

(4)金剛石的晶體結構在考試說明中明確要求。應該背過。在金剛石晶體的一個晶胞中共有18個原子。 其中八個頂點上各有一個,共8個;六個面上各有一個,共6個;晶胞中有4個。這樣,每個晶胞中含有原子數(shù)為:

8×+6×+4——8個。

硅晶體與金剛石晶體晶體結構相同,SiO2晶體可看成是在硅晶體的Si-Si鍵之間插上了一個O原子。關于SiO2晶體結構也是考試說明中明確規(guī)定必須記住的。

在SiO2晶體中,從化學式可以看出,氧原子數(shù)目是硅原子數(shù)目的2倍,所以,在一個晶胞中,含有氧原子數(shù)——8×2——16。共有原子:8×3——24個。

在SiO2晶體中,每個硅原子形成4條鍵,但只占每條鍵的;每個氧原子形成2條鍵,但只占每條鍵的。所以在一個SiO2晶胞中所含的化學鍵數(shù)目:8×4×+16×2×——16+16——32。這是正規(guī)的解法,不按照結構原理來分析和解決問題的方法,是正解。正解的依據就是計算晶胞中原子數(shù)目的均攤法。均攤原理是晶體分析的一個重要方法,希望分析問題能從均攤原理著手。

也可以從SiO2晶體的平面圖看:,每個硅原子能形成4條鍵(從圖上看,氧原子就沒有鍵了),共形成8×4——32條鍵。但這種解法總是因物質的結構而異,建議用正解。

原子晶體不能形成最密堆積結構。因為最密堆積結構要求達到配位數(shù)是12。而原子晶體是原子之間是以共價鍵結合的,共價鍵有飽和性和方向性,一個原子不能形成12條共價鍵,所以原子晶體就不能形成配位數(shù)是12的最密堆積結構。實際上不僅是原子晶體,凡是結合力具有方向性和飽和性的,都不能形成最密堆積結構。如冰,水分子之間經氫鍵結合,所以,冰的密度比水大;而干冰,則是以分子間作用力結合,就是最密堆積結構;O2的晶體也是最密堆積結構。

(5)鐵晶體的晶胞結構如圖。要注意的是它是體心立方。體心立方結構的

 


特點是:8個在頂點上的原子都不相互接觸,但都與位于正立方體中心的原子接

觸,從幾何圖形上說就是相切。因此當晶胞左上方的兩個原子(①②)為一上邊,

以右下方的兩個原子(③④)為下邊,切過中心原子(⑤)可得一傾斜的平面,

平面圖為:,如果畫一個立方體圖就是,對角上的兩個原子核間的距離是原子半徑的4倍。根據勾股定理可以推算出,對正立方立方體對角線

 


的長度是邊長的倍。六個面上的對角線的長度是邊長的倍。

由此可得,鐵晶胞的對角線a——4r,邊長a ——r,

鐵晶胞的體積——(r)3——r3cm3。

在一個鐵晶胞中,有兩個鐵原子,其質量為:g,

所以,鐵晶體的密度——g/r3cm3—— g/cm3。

在這里要說的是,晶體密度的計算一般只要求到簡單立方、面心立方(銅型)和體心立方(鉀型)。

容易出的錯誤是學生往往把體心立方當成面心立方來計算。把圖當成是六個面中一個面的情況,這一點會導致全盤皆輸。

空間利用率一般不要求計算,只要求記住就行了。空間利用率與晶體中原子的種類無關,任何晶體,只要晶型相同,無論粒子種類如何,空間利用率都是相同的,結果就是52%、68%、74%。

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:

(12分)a、b、c是原子序數(shù)依次增大的三種常見短周期元素.由a、b、c三元素組成的化合物甲的用途如右圖所示。a、b、c三元素之間兩兩化合可生成化合物乙、丙、丁、戊4種;衔锛、乙、丙、丁、戊之間也能相互反應。已知乙、戊分別是由a、b兩元素按原子個數(shù)1:1和2:1組成的化合物。

若a、b、c三元素形成的單質(仍用a、b、c表示)和由它們組成的化合物之間的反應關系如下(未配平)①b+c→丁 ②a+c→丙 ③乙+丁→甲 ④丙+丁→c+戊

試解答下列問題:

(1)寫出下列物質的化學式:甲:            丙:            。          

(2)寫出反應③的化學方程式::                                            

(3)戊的結構式是                ;實驗測得化合物乙和化合物戊能以任意比相溶,根據“相似相溶”的經驗規(guī)律可推測化合物乙是          分子(填“極性”或“非極性”)。

(4)閱讀甲的用途圖,回答下列問題:

①實驗室用甲作干燥劑,這是利用甲的          性;甲在制TNT炸藥的反應中的主要作用是         。

 

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科目:高中化學 來源:2010年湖南省長沙市第一中學高三上學期第四次月考化學卷 題型:填空題

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若a、b、c三元素形成的單質(仍用a、b、c表示)和由它們組成的化合物之間的反應關系如下(未配平)①b+c→、赼+c→丙③乙+丁→甲④丙+丁→c+戊
試解答下列問題:
(1)寫出下列物質的化學式:甲:            丙:            丁:          
(2)寫出反應③的化學方程式::                                           
(3)戊的結構式是                ;實驗測得化合物乙和化合物戊能以任意比相溶,根據“相似相溶”的經驗規(guī)律可推測化合物乙是         分子(填“極性”或“非極性”)。
(4)閱讀甲的用途圖,回答下列問題:

①實驗室用甲作干燥劑,這是利用甲的         性;甲在制TNT炸藥的反應中的主要作用是         。

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(本題14分)a、b、c是原子序數(shù)依次增大的三種常見短周期元素.由a、b、c三元素組成的化合物甲的用途如圖所示。a、b、c三元素之間兩兩化合可生成化合物乙、丙、丁、戊4種;衔锛住⒁、丙、丁、戊之間也能相互反應。已知乙、戊分別是由a、b兩元素按原子個數(shù)1∶1和2∶1組成的化合物。若a、b、c三元素形成的單質(仍用a、b、c表示)和由它們組成的化合物之間的反應關系如下(未配平)

①b+c→丁                       ②a+c→丙                ③乙+丁→甲            ④丙+丁→c+戊

試解答下列問題:

(1)寫出下列物質的化學式:甲:             丙:             。         

(2)寫出反應③的化學方程式::                                        

(3)戊的結構式是                 ;實驗測得化合物乙和化合物戊能以任意比相溶,根據“相似相溶”的經驗規(guī)律可推測化合物乙是          分子(填“極性”或“非極性”)。

(4)閱讀甲的用途圖,回答下列問題:

①實驗室用甲作干燥劑,這是利用甲的          性;甲在制TNT炸藥的反應中的主要作用是         

 

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若a、b、c三元素形成的單質(仍用a、b、c表示)和由它們組成的化合物之間的反應關系如下(未配平)①b+c→丁 ②a+c→丙 ③乙+丁→甲 ④丙+丁→c+戊

試解答下列問題:

(1)寫出下列物質的化學式:甲:             丙:             。           

(2)寫出反應③的化學方程式::                                            

(3)戊的結構式是                 ;實驗測得化合物乙和化合物戊能以任意比相溶,根據“相似相溶”的經驗規(guī)律可推測化合物乙是          分子(填“極性”或“非極性”)。

(4)閱讀甲的用途圖,回答下列問題:

①實驗室用甲作干燥劑,這是利用甲的          性;甲在制TNT炸藥的反應中的主要作用是          。

 

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