届一轮复习人教版 物质结构与性质 作业 2Word文件下载.docx
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②晶胞中氧离子的堆积方式与某金属晶体原子堆积方式相同,该堆积方式名称为___________________________________________。
③解释Fe3O4晶体能导电的原因:
__________________________
_________________________________________________________;
若晶胞的体对角线长为anm,则Fe3O4晶体的密度为________g·
cm-3(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
答案:
(1)原子光谱
(2)3d9 <
Mn2+、Fe2+的价电子排布式分别为3d5、3d6,Mn2+处于3d5半满较稳定状态,再失去一个电子所需能量较高
(3)sp3、sp 8NA
(4)①正四面体 ②面心立方最密堆积 ③电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移
解析:
(1)在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。
(2)Cu是29号元素,电子排布式为[Ar]3d104s1,Cu2+的外围电子排布式为3d9;
Mn2+、Fe2+的价电子排布式分别为3d5、3d6,Mn2+处于3d5半满较稳定状态,再失去一个电子所需能量较高,所以第三电离能Fe小于Mn。
(3)HOCH2CN中与羟基相连的碳原子为饱和碳原子,杂化轨道类型为sp3,另外一个碳原子与氮原子形成碳氮三键,该碳原子杂化轨道类型为sp;
单键为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键含有1个σ键和2个π键,[Zn(CN)4]2-中含有4个C≡N键、每个CN-与Zn形成一个σ键,故1mol[Zn(CN)4]2-中的σ键数为8NA。
(4)①根据晶胞中离子的位置关系可知,晶胞中二价铁离子处于氧离子围成的正四面体空隙;
②晶胞采用面心立方最密堆积;
③电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移,故Fe3O4晶体能导电;
根据晶胞均摊计算,晶胞中含有铁离子的个数为4×
+3×
=2,亚铁离子的个数为1,氧离子的个数为1+12×
=4,若晶胞的体对角线长为anm,设边长为xnm,面对角线为
xnm,则体对角线长为
xnm=anm,故x=
anm,体积为x3=
a3×
10-21cm3,质量为
g,故密度ρ=
=
g/cm3。
2.[2018·
山东济宁一模]由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题:
(1)基态Cl原子核外电子排布式为_________________________,
P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为_____________________。
(2)SCl2分子中的中心原子杂化轨道类型是________,该分子构型为________。
(3)Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4,该分子中σ键与π键个数比为________。
(4)已知MgO与NiO的晶体结构(如下图)相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66pm和69pm。
则熔点:
MgO________NiO(填“>
”“<
”或“=”),理由是___________________________________
_________________________________________________________。
(5)若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为________。
(6)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如下图所示),已知O2-的半径为am,每平方米面积上分散的该晶体的质量为________g。
(用a、NA表示)
(1)1s22s22p63s23p5 Cl>
P>
S
(2)sp3 V形
(3)1∶1
(4)>
Mg2+半径比Ni2+小,MgO的晶格能比NiO大
(5)
(6)
或
(1)基态Cl原子的电子排布式是1s22s22p63s23p5,同周期元素第一电离能从左到右呈增大的趋势,第一电离能排序时,P元素电子排布有半充满结构,第一电离能比同周期相邻元素高,高于S元素而低于Cl元素,所以第一电离能:
Cl>
S。
(2)SCl2中S原子价层电子对数=2+
(6-1×
2)=4,采取sp3杂化方式,含两对孤对电子,所以该分子构型为V形。
(3)Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4,CO中含有1个σ键,2个π键,配位键也属于共价键,也为σ键,该分子中σ键个数为1×
4+4=8,π键个数为2×
4=8,故σ键与π键个数比为1∶1。
(4)晶体结构相同时,离子半径越小,离子键强度越大,Mg2+半径比Ni2+小,MgO的晶格能比NiO大,熔点:
MgO>
NiO。
(5)题中已经给出了坐标系的三个方向示意图,晶胞是边长为1的正方体,C离子坐标是
。
(6)图中的单分子层可以画出如图一维重复单元:
重复单元呈平行四边形,是相邻四个O原子中心的连线,每个重复单元包含1个O原子和1个Ni原子,NiO相对分子质量为75。
重复单元所占的平行四边形面积:
S=2am×
am=2
a2m2,则1平方米上该晶体质量为:
×
75g=
g或
g。
3.[2018·
四川绵阳一诊]铁、钴、镍的性质非常相似,它们的化合物应用十分广泛。
回答下列问题:
(1)基态铁原子的价电子排布式为________。
铁、钴、镍的基态原子核外未成对电子数最多的是________。
(2)CoCl2溶于氨水并通入空气,可从溶液中结晶出橙黄色的[Co(NH3)6]Cl3晶体。
该配合物中配体分子的立体构型是____________,其中心原子的杂化轨道类型为________。
(3)铁、镍易与CO作用形成羰基配合物Fe(CO)5、Ni(CO)4,Fe(CO)5的熔点为253K,沸点为376K,则Ni(CO)4固体属于________晶体,其中存在的化学键类型为________。
(4)NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点:
NiO________FeO(填“>
”或“=”),原因是_________________________________________
(5)Fe3O4晶体中,O2-的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的O2-围成的正四面体空隙和3、6、7、8、9、12的O2-围成的正八面体空隙。
Fe3O4中有一半Fe3+填充在正四面体空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中,则Fe3O4晶体中,正四面体空隙数与O2-数之比为________,有________%的正八面体空隙没有填充阳离子。
Fe3O4晶胞中有8个图示结构单元,晶体密度为5.18g/cm3,则该晶胞参数a=________pm。
(写出计算表达式)
(1)3d64s2 铁(或Fe)
(2)三角锥形 sp3
(3)分子 配位键、共价键
二者均为离子晶体,离子所带电荷数相同,离子半径越小,离子晶体的晶格能越大,熔点越高
(5)2∶1 50
1010
(1)铁是26号元素,基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。
钴、镍的基态原子的价电子排布式分别为3d74s2、3d84s2,三种元素原子的核外未成对电子数分别为4、3、2,核外未成对电子数最多的是铁。
(2)在[Co(NH3)6]Cl3晶体中配体分子是氨分子,氨分子中N原子的价层电子对数=3+
(5-3×
1)=3+1=4,含1对孤对电子,故分子构型是三角锥形,其中心N原子的杂化轨道类型为sp3。
(3)Fe(CO)5的熔点为253K,沸点为376K,熔沸点较低,因此推知Ni(CO)4的熔沸点也较低,Ni(CO)4固体属于分子晶体,存在的化学键有配位键、共价键。
(4)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与晶格能的大小有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,晶格能越大,熔点越高。
由于Ni2+、Fe2+所带电荷数相同,Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,所以熔点:
NiO>
FeO。
(5)如图结构中如1、3、6、7的O2-围成的正四面体空隙有8个,O2-数目为8×
+6×
=4,故正四面体空隙数与O2-数目之比为8∶4=2∶1;
如图结构单元中每个棱心均为正八面体空隙中心,每个棱心被4个图示结构单元所共用,故1个图示结构单元中正八面体空隙数目为12×
+1=4,1个结构单元中有4个O2-,故有2个Fe3+和1个Fe2+,由题可知1个Fe3+和1个Fe2+填充在正八面体空隙中,即还有2个正八面体空隙没有填充阳离子,有50%的正八面体空隙没有填充阳离子。
晶胞中有8个图示结构单元,1mol晶胞的质量为8×
(3×
56+4×
16)g=8×
232g,则晶体密度=
=5.18g/cm3,a=
1010。
4.[2018·
河南豫北、豫南第二次联考]硫和钙的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)钙元素的焰色反应呈砖红色,其中红色对应的辐射波长为________(填字母)nm。
A.435 B.500 C.580 D.605 E.700
(2)元素S和Ca中,第一电离能较大的是________(填元素符号),其基态原子核外电子排布式为________。
(3)X射线衍射测定发现,石膏(CaSO4·
H2O)中存在SO
SO
的几何构型为________,中心原子的杂化形式为________。
(4)基态Ca原子中,核外电子占据最高能层的符号是________,占据该能层电子的电子云轮廓图形为________。
钙元素和锰元素属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属钙的熔点、沸点等都比金属锰低,原因是_________________________________________
(5)过氧化钙的晶胞结构如图所示,已知该晶胞的密度是ρg·
cm-3,则晶胞结构中最近的两个Ca2+间的距离为____________nm(列算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的值),与Ca2+紧邻的O
的个数为_______________________________________