题目内容

许多金属及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途.回答下列有关问题:
(1)基态Ni核外电子排布式为
 
,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是
 
;
(2)①已知CrO5中Cr为+6价,则CrO5的结构式为
 
.
②金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液体Ni(CO)n,与Ni(CO)n中配体
互为等电子体的离子的化学式为
 
(写出一个即可).
③铜是第四周期最重要的过渡元素之一,其单质及化合物有广泛用途.已知CuH晶体结构单元如图所示.该化合物的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为
 
cm(用含ρ和NA的式子表示).
(3)另一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构,在晶胞中,Au原子位于顶点,Cu原子位于面心,则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为
 
,若该晶胞的边长为a pm,则合金的密度为
 
 g?cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)
考点:原子核外电子排布,“等电子原理”的应用,晶胞的计算
专题:原子组成与结构专题,化学键与晶体结构
分析:(1)Ni是28号元素,其原子核外有28个电子,根据构造原理写出基态Ni原子核外电子排布式;Ni原子有2个未成对电子,第二周期有2个未成对电子的元素有C、O元素,同一周期,元素的电负性随着原子序数的增大而增大;
(2)①CrO5中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O,在4个Cr-O键中Cr为+1价,在Cr=O键注重Cr为+2价,以此书写结构式;
②Ni(CO)4中配体是CO,CO的等电子体是与其原子个数相等且价电子数相等的分子或离子;
③利用均摊法计算该晶胞中含有的铜原子和氢原子个数,再根据质量、密度和体积之间的关系式计算,设晶胞的边长为a,a=
3
4×65
ρNA
,再根据晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为体对角线的
1
4
,据此答题;
(3)利用均摊法计算两种金属原子个数之比,根据ρ=
m
V
计算.
解答: 解:(1)Ni的原子序数为28,根据能量最低原理可写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,第二周期有2个未成对电子的元素是C和O元素,电负性较小的是C元素,
故答案为:1s22s22p63s23p63d84s2;C;
(2)①CrO5中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O,在4个Cr-O键中Cr为+1价,在Cr=O键中Cr为+2价,则结构式为;
故答案为:;
②CO分子中含有2个原子,其价电子个数是10,所以与Ni(CO)4中配体互为等电子的离子是CN-、C22-;
故答案为:CN-或C22-;
③该晶胞中含有4个H原子,铜原子个数=8×
1
8
+6×
1
2
=4,所以该晶胞中含有4个铜原子4个氢原子,设该晶胞的边长为a,则a=
3
4×65
ρNA
,再根据晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为体对角线的
1
4
,而体对角线为
3
a,所以Cu原子与H原子之间的最短距离为
3
4
×
3
4×65
ρNA
,故答案为:
3
4
×
3
4×65
ρNA
;
(3)在晶胞中,Au原子位于顶点,Cu原子位于面心,该晶胞中Au原子个数=8×
1
8
=1,Cu原子个数=6×
1
6
=3,所以该合金中Au原子与Cu原子个数之比=1:3,
晶胞体积V=(a×10-10cm)3,每个晶胞中铜原子个数是3、Au原子个数是1,则ρ=
197+64×3
NA
(a×10-10)3
g?cm-3,
故答案为:1:3;
197+64×3
NA
(a×10-10)3
;
点评:本题考查较为综合,涉及晶胞的计算、价电子排布式的书写、等电子体等知识点,晶胞的计算是学习难点,应熟练掌握,题目难度较大.
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