Question

【题目】

过渡元素有特殊性能常用于合金冶炼，p区元素用于农药医药、颜料和光电池等工业。

（l）量子力学把电子在原子核外的一种空间运动状态称为一个原子轨道，电子除空间运动状态外，还有一种运动状态叫作_______

（2）基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为____。

（3）Cr3+可以与CN -形成配离子，其中Cr3+以d2sp3方式杂化，杂化轨道全部用来与CN -形成配位键，则Cr3+的配位数为 ______，1 mol该配离子中含有_______ molσ键。

（4）单晶硅可由二氧化硅制得，二氧化硅晶体结构如图所示，在二氧化硅晶体中，Si、O原子所连接的最小环为____元环，则每个O原子连接________个最小环。

（5）与砷同周期的p区元素中第一电离能大于砷的元素有 ________（填元素符号）；请根据物质结构的知识比较酸性强弱亚砷酸（H3AsO3，三元酸）____HNO3（填>，=，<）。

（6） Zn与S形成晶胞结构如图所示，晶体密度为p g/cm3，则晶胞中距离最近的Zn、S之间的核间距离是____pm。（NA表示阿伏加德罗常数，用含p、NA等的代数式表示）

Answer 1

【答案】自旋 14 6 12 12 6 Br、Kr < ××1010

【解析】

(1)对于一个微观体系，它的状态和由该状态所决定的各种物理性质可用波函数ψ表示，在原子或分子体系等体系中，将ψ称为原子轨道或分子轨道，求解薛定谔方程，ψ由主量子数n，角量子数l，磁量子数m决定，即ψ（n，l，m）为原子轨道，实验证明，除了轨道运动外，电子还有自旋运动，由自旋量子数决定；

(2)Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去4s能级1个电子形成Cu+；

(3) Cr3+可以与CN形成配离子，其中Cr3+以d2sp3方式杂化，杂化轨道全部用来与CN形成配位键，即形成6个配位键，则Cr3+的配位数为6，形成配离子为[Cr(CN)6]3，配位键属于σ键，CN中含有1个σ键；

(4)在二氧化硅晶体，可以看作在晶体硅中每个Si-Si键之间连接O原子，晶体Si中每个Si原子形成4个Si-Si键，由图可知每2个Si-Si键可以形成2个六元环，而4个Si-Si键任意2个可以形成6种组合；

(5)与砷同周期的p区元素中第一电离能大于砷的主族元素有Br和Kr；根据含氧酸中，酸的元数取决于羟基氢的个数，含非羟基氧原子个数越多，酸性越强；

(6)Zn、S的配位数相等，图中两种黑色球的数目均为4，则晶胞中Zn、S原子数目均为4，晶胞质量为4×g，晶体密度为pg/cm3，则晶胞边长x==cm，即晶胞边长为x=×1010pm，S原子与周围4个Zn原子形成正四面体结构，令S与Zn之间的距离为y，则正四面体中心到底面中心的距离为，正四面体的高为，正四面体棱长=，则正四面体侧面的高为×，底面中心到边的距离为××，故()2+(××)2=(×)2，整理得y=。

(1)对于一个微观体系，它的状态和由该状态所决定的各种物理性质可用波函数ψ表示，在原子或分子体系等体系中，将ψ称为原子轨道或分子轨道，求解薛定谔方程ψ，由主量子数n，角量子数l，磁量子数m决定，即ψ(n，l，m)为原子轨道，实验证明，除了轨道运动外，电子还有自旋运动，由自旋量子数决定，所以电子除空间运动状态外，还有一种运动状态叫做自旋，

故答案为：自旋；

(2) Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去4s能级1个电子形成Cu+，Cu+基态时电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，其电子占据的14原子轨道；

(3) Cr3+可以与CN形成配离子，其中Cr3+以d2sp3方式杂化，杂化轨道全部用来与CN形成配位键，即形成6个配位键，则Cr3+的配位数为6，形成配离子为[Cr(CN)6]3，配位键属于σ键，CN中含有1个σ键，故1mol该配离子中含有12molσ键；

(4) 在二氧化硅晶体，可以看作在晶体硅中每个SiSi键之间连接O原子，晶体Si中每个Si原子形成4个SiSi键，由图可知每2个SiSi键可以形成2个六元环，而4个SiSi键任意2个可以形成6种组合，则每个Si原子连接十二元环数目为6×2=12，每个O原子连接2个Si原子，每个Si原子和该O原子能形成3个最小环，所以每个O原子能形成6个最小环；

(5)As处于周期表中第4周期第ⅤA族，则其核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p3，与砷同周期的p区元素中第一电离能大于砷的主族元素有Br和Kr；根据含氧酸中，酸的元数取决于羟基氢的个数，含非羟基氧原子个数越多，酸性越强；亚砷酸（H3AsO3）中含有3个羟基氢，为三元酸，没有非羟基氧原子，HNO3为一元酸，含有一个羟基氢，含非羟基氧原子2个，所以酸性：H3AsO3< HNO3；

(6) Zn、S的配位数相等，图中两种黑色球的数目均为4，则晶胞中Zn、S原子数目均为4，晶胞质量为4×g，晶体密度为pg/cm3，则晶胞边长x==cm，即晶胞边长为x=×1010pm，S原子与周围4个Zn原子形成正四面体结构，令S与Zn之间的距离为y，则正四面体中心到底面中心的距离为，正四面体的高为，正四面体棱长=，则正四面体侧面的高为×，底面中心到边的距离为××，故()2+(××)2=(×)2，整理得y=，故S与Zn的距离为××1010 pm，

故答案为：××1010。