Question

15．（1）按已知的原子结构规律，27号元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族，其价电子的轨道排布图为．
（2）若en代表乙二胺（），则配合物[Pt（en）₂]Cl₄中心离子的配位原子数为4．
（3）BeCl₂是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在．它们的结构简式如下，指出Be的杂化轨道类型．
 ①Cl-Be-Clsp      
②sp²
③sp³
（4）磷化硼（BP）是一种有价值的耐磨硬涂层材料，这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜．它是通过在高温氢气氛围下（＞750℃）三溴化硼和三溴化磷反应制得．BP晶胞如图所示．
①画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式．
三溴化硼
三溴化磷
②在BP晶胞中B的堆积方式为面心立方最密堆积．
③计算当晶胞晶格参数为478pm（即图中立方体的每条边长为478pm）时磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离$\frac{239\sqrt{3}}{2}$．

Answer 1

分析 （1）27号元素原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，其价电子的轨道排布式为3d⁷4s²，根据泡利原理、洪特规则画出价电子排布图；
（2）配合物[Pt（en）₂]Cl₄中心离子与N原子形成配位键；
（3）①Be原子形成2个Be-Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为2；
②Be原子形成3个B-Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3；
③Be原子形成4个B-Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4；
（4）①三溴化硼分子中硼原子的价层电子对数为3+$\frac{3-1×3}{2}$=3，没有孤电子对，所以分子空间构型为平面三角形，三溴化磷分子中磷原子的价层电子对数为3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，P原子有一对孤电子对，所以分子空间构型为三角锥形；
②由晶胞结构可知，在BP晶胞中B的堆积方式为面心立方最密堆积；
③P原子与周围的4个B原子最近且形成正四面体结构，二者连线处于体对角线上，为体对角线的$\frac{1}{4}$．

解答 解：（1）27号元素原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，处于第四周期第Ⅷ族，其价电子的轨道排布式为3d⁷4s²，价电子排布图为，
故答案为：第四周期第Ⅷ族；；
（2）配合物[Pt（en）₂]Cl₄中心离子与N原子形成配位键，中心离子的配位原子数为4，故答案为：4；
（3）①Be原子形成2个Be-Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为2，Be原子杂化方式为sp；
②Be原子形成3个B-Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，Be原子杂化方式为sp²；
③Be原子形成4个B-Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，Be原子杂化方式为sp³，
故答案为：sp；sp²；sp³；
（4）①三溴化硼分子中硼原子的价层电子对数为3+$\frac{3-1×3}{2}$=3，没有孤电子对，所以分子空间构型为平面三角形，结构式为，
三溴化磷分子中磷原子的价层电子对数为3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，P原子有一对孤电子对，所以分子空间构型为三角锥形，结构式为，
故答案为：；；
②由晶胞结构可知，在BP晶胞中B的堆积方式为面心立方最密堆积，故答案为：面心立方最密堆积；
③P原子与周围的4个B原子最近且形成正四面体结构，二者连线处于体对角线上，为体对角线的$\frac{1}{4}$，立方体的每条边长为478pm，则晶胞体对角线长为$\sqrt{3}$×478pm，则P原子与B原子最近距离为$\sqrt{3}$×478pm×$\frac{1}{4}$=$\frac{239\sqrt{3}}{2}$pm，
故答案为：$\frac{239\sqrt{3}}{2}$．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、配合物、杂化方式判断、分子结构、晶胞结构与计算等，（4）中晶胞中原子距离计算为易错点、难点，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力，难度中等．