Question

【题目】(1) 基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为_________。

(2) CH3COOH中C原子轨道杂化类型为_________；1molCH3COOH分子含有σ键的数目为_________。

(3) 复化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。

①基态硼原子的电子排布式为__________。

②六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为__________，分析其结构，与石墨相似却不导电，原因是__________。

③NH4BF4 (氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管原料之一。1mol NH4BF4 含有__________mol 配位键。

(4) Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为_______，微粒之间存在的作用力是__________。

(5) 晶胞有两个基本要素：

①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为金刚石的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0 ,0);B为(,0, );C为(,,0)。则D原子的坐标参数为__________。

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知金刚石晶胞参数acm，其密度为__________g·cm-3(列出计算式即可)。

Answer 1

【答案】 M 9 sp3和sp2 7NA(或7×6.02×1023) 1s22s2p1 平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子 2 sp3 共价键 （； ； ）

【解析】(1)Si原子核外电子数为14，基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p2，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数为1+3+5=9；故答案为：M；9；

(2)CH3COOH中C原子分别形成4个、3个δ键，没有孤对电子，分别为sp3杂化、sp2杂化，CH3CHOOH分子中含有1个C-C、3个C-H、1个C-O、1个C=O、1个O-H等化学键，则1mol CH3COOH分子中含有σ键的数目为7mol或7×6.02×1023，故答案为：sp3和sp2；7mol或7×6.02×1023；

(3)①基态硼原子核外有5个电子，分别位于1s、2s、2p能级，根据构造原理知其基态的电子排布式1s22s22p1，故答案为：1s22s22p1；

②六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键，且B原子不存在孤电子对，所以构成的空间构型为平面三角形，该物质的层状结构中不存在自由移动的电子，所以不导电，故答案为：平面三角形；层状结构中没有自由移动的电子；

③一个NH4BF4中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键，所以含有2个配位键，则1mol NH4BF4含有2mol配位键，故答案为：2；

(4)Ge单晶具有金刚石型结构，Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构，向空间延伸的立体网状结构，属于原子晶体，Ge原子之间形成共价键，Ge原子杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，故答案为：sp3；共价键；

(5)①D与周围4个碳原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分，同理过D原子的且平行侧面的平面将半个晶胞再2等份，可知D处于到各个面的处，则D原子的坐标参数为(， ， )，故答案为：(， ， )；

②晶胞中C原子数目为4+8×+6×=8，结合阿伏伽德罗常数，可知出晶胞的质量为g，晶胞参数acm，其密度为g÷(acm)3=g·cm-3，故答案为： 。