Question

17．（1）基态Cl原子中，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9．
（2）金属锂氢化物是具有良好发展前景的储氢材料．
①LiH中，离子半径Li⁺＜H^-（填“＞”、“=”或“＜”）．
②某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物．M的部分电离能如表所示：

I1/kJ•mol-1	I2/kJ•mol-1	I3/kJ•mol-1	I4/kJ•mol-1	I5/kJ•mol-1
738	1451	7733	10540	13630

M是Mg（填元素符号）．
（3）Cu²⁺基态的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹sp³；向硫酸铜溶液中加入过量氨水，然后加入适量乙醇，溶液中会析出深蓝色的[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O晶体，硫酸根离子中硫原子的杂化方式为sp³；不考虑空间构型，其内界结构可用示意图表示为．
（4）某单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示，若已知该原子半径为d，N_A表示阿伏伽德罗常数．摩尔质量为M，则该原子的配位数为12，该晶体的密度可表示为$\frac{{M}_{r}}{4\sqrt{2}（d×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$．

Answer 1

分析 （1）Cl原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，有三层，离原子核越远的电子层其能量越高；该原子第三层即M层中含有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道；
（2）①核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小；
②该元素的第III电离能剧增，则该元素属于第IIA族；
（3）根据Cu的电子排布式书写Cu²⁺离子的电子排布式，注意原子形成离子先失去高能层中高能级电子；根据SO₄^2-中心原子含有的共价键个数与孤电子对个数之和确定其空间构型和杂化方式；Cu²⁺提供空轨道，N原子提供孤对电子，Cu²⁺与NH₃分子之间形成配位键；
（4）根据晶胞结构知，该原子配位数=3×8÷2=12，根均摊法计算出该晶胞中原子个数4，根据晶胞密度=$\frac{M×4}{\frac{{N}_{A}}{V}}$计算．

解答 解：（1）Cl原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，有三层，离原子核越远的电子层其能量越高；该原子第三层即M层中含有该能层有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道，共有9 个原子轨道，
故答案为：M；9；
（2）①核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，锂的质子数为3，氢的质子数为1，Li⁺、H^-核外电子数都为2，所以半径Li⁺＜H^-，
故答案为：＜；
②该元素的第III电离能剧增，则该元素属于第IIA族，为Mg元素，
故答案为：Mg；
（3）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，基态原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，铜原子失去4s及3d上各一个电子形成Cu²⁺，故Cu²⁺离子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，SO₄^2-离子中含有4个σ键，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取sp³杂化；
Cu²⁺提供空轨道，N原子提供孤对电子，Cu²⁺与NH₃分子之间形成配位键，内界结构用示意图表示为，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；sp³；．
（4）根据晶胞结构知，该原子配位数=3×8÷2=12；晶胞棱长=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4d=2$\sqrt{2}$d，晶胞体积=（2$\sqrt{2}$d×10^-10 m）³，该晶胞中原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞密度=$\frac{M×4}{\frac{{N}_{A}}{V}}$=$\frac{{M}_{r}}{4\sqrt{2}（d×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$，
故答案为：12；$\frac{{M}_{r}}{4\sqrt{2}（d×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及核外电子排布、电离能、杂化方式的判断、晶胞的计算等知识点，难点是晶胞的计算，灵活运用公式是解本题关键，难度中等．