Question

根据物质结构与性质的关系，请回答下列问题：
（1）基态铬（Cr）原子的价电子排布式是

 

，这样排布使整个体系能量最低，原因是

 

．
（2）氨水中存在多种形式的氢键，其中与“氨极易溶于水”这种性质相关的氢键可表示为：

 

．解释NH₃分子中键角大于H₂O中的键角的原因是

 

．
（3）下列各项的比较中正确的是

 

．
A．第一电离能：Mg＞AI    B．电负性：P＞Ge
C．稳定性：AsH₃＞H₂S     D．金属性：20^X＜30^Y
（4）Fe单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞结构如图所示，体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素周期律的作用,原子核外电子排布

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）根据核外电子排布规律可以写出价电子排布式，根据充满和半充满状态能量最低也是最稳定的状态，可得答案；
（2）氨极易溶于水是因为氨分子与水分子之间存在着氢键，据此可以画出相关的氢键；根据杂化轨道理论和价层电子对互斥理论，可以分析NH₃分子中键角大于H₂O中的键角的原因；
（3）根据元素周期律可知：A、镁原子的最外层电子排布为2s²，处于半充满状态，较稳定，所以第一电离能：Mg＞Al 据此判断；
B、Ge位于P的左下方，所以电负性：P＞Ge，据此判断；
C、在周期表中As位于S的左下方，氢化物的稳定性AsH₃＜H₂S，据此判断；
D、20号元素和30号元素位同一周期，所以金属性：20^X＞30^Y，据此判断；
（4）根据均摊法可以计算出两种堆积方式中，晶胞实际含有的原子个数之比．

解答： 解：（1）根据核外电子排布规律可以写出基态铬价电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，所以基态铬（Cr）原子的价电子排布式是3d⁵4s¹；在3d⁵4s¹中d轨道和s轨道都是半充满状态，此时能量最低也是最稳定的状态，
故答案为：3d⁵4s¹；3d、4s轨道上的电子均为半充满状态；
（2）氨极易溶于水是因为氨分子与水分子之间存在着氢键，据此可以画出相关的氢键为：O-H…N和N-H…O．；根据杂化轨道理论可知NH₃分子中N原子和H₂O中的O原子均是按sp3杂化，但氨分子中只有一对孤电子对，而水分子中有两对孤电子对，根据价层电子对互斥理论，水中氧原子中的了两对孤电子对对成键电子的斥力更大，所以NH₃分子中键角大于H₂O中的键角，
故答案为：O-H…N和N-H…O；NH₃分子中N原子和H₂O中的O原子均是按sp3杂化，N原子有一对孤对电子，而O原子有两对孤对电子，对成键电子的斥力更大，使键角更小；
（3）根据元素周期律可知：A、镁原子的最外层电子排布为2s²，处于半充满状态，较稳定，所以第一电离能：Mg＞Al，故A正确；
B、Ge位于P的左下方，所以电负性：P＞Ge，故B正确；
C、在周期表中As位于S的左下方，氢化物的稳定性AsH₃＜H₂S，故C错误；
D、20号元素和30号元素位同一周期，所以金属性：20^X＞30^Y，故D错误；
故答案为：AB；
（4）根据均摊法可知，在体心立方晶胞中实际含有的原子数为：8×

1

8

+1=2，在面心立方晶胞中实际含有的原子数为：8×

1

8

+6×

1

2

=4，所以两种堆积方式中，晶胞实际含有的原子个数之比为1：2，故答案为：1：2

点评：本题主要考查了价层电子排布规律、元素周期律、价层电子对互斥理论、晶胞的计算等知识，中等难度，解题的关键是熟练掌握基础知识．