9.晶体微粒数与配位数的计算
铜的某种氯化物的晶胞结构如右图所示,其化学式为 ,其中Cl原子的配位数为_________
[典例2]下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
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① |
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② |
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③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
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⑦ |
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⑧ |
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⑨ |
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⑩ |
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试填空。
(1)写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式 。
(2)元素③与⑧形成的化合物中元素③的杂化方式为: 杂化,其形成的化合物的晶体类型是:______________ _ _。
(3)元素④、⑤的第一电离能大小顺序是: > (用元素符号表示);元素④与元素①形成的X分子的空间构型为: 。请写出与N3-互为等电子体的分子、离子的化学式 , (各写一种)。
(4)在测定①与⑥形成的化合物的相对分子质量时,实验测得的值一般高于理论值的主要原因是: 。
(5)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如上表中元素⑦与元素②的氢氧化物有相似的性质,写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应后盐的化学式 。
(6)元素⑩在一定条件下形成的晶体的基本结构单元如下图1和图2所示,则在图1和图2的结构中与该元素一个原子等距离且最近的原子数之比为: 。
[典例3](09江苏)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2 等)与H2 混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式 。
(2)根据等电子原理,写出CO分子的结构式 。
(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2 的碱性溶液反应生成Cu2O 沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是
;
甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为
。
②甲醛分子的空间构型是 ;
1mol甲醛分子中σ键的数目为 。
③在1个Cu2O 晶胞中(结构如图所示),
所包含的Cu 原子数目为 。
[典例4](08江苏)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24,ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为2∶1,三个氯离子位于外界。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。
(2)B的氢化物的分子空间构型是 。其中心原子采取 杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式 ;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为 。
(4)E的核外电子排布式是 ,ECl3形成的配合物的化学式为 。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是 。
[练习1]
(2010盐城一模)美国《科学》杂志评出的2009年十大科学突破之一是石墨烯的研究和应用。石墨烯具有出色的化学稳定性和热力学稳定性。制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如右:
(1)下列有关石墨烯说法正确的是 。
A.石墨烯的结构与金刚石相似
B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C.12g石墨烯含σ键数为NA
D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金
、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①钴原子在基态时,核外电子排布式为: 。
②乙醇沸点比氯乙烷高,主要原因是 。
③右图是金与铜形成的金属互化物合金,它的化学式可表示为: 。
④含碳源中属于非极性分子的是 (a.甲烷 b.乙炔 c.苯 d.乙醇)
[练习2](2010泰州一模)铁是地球表面最丰富的金属之一,能形成多种配合物,铁系催化剂是工业生产中常用的催化剂。
⑴ 合成氨工业使用的催化剂是以铁为主体的多成分催化剂。
①NH3中N原子的杂化轨道类型是______________。
②N与O同属第二周期,N的第一电离能比O大的原因是 。
③根据等电子体原理,写出一种和NH4+是等电子体的微粒的化学式 。
⑵二茂铁[(C5H5)2Fe]
是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,
用以提高燃烧的效率和去烟,可作为导弹和卫星的涂料等。它
的结构如右图所示,其中氢原子的化学环境完全相同。
①Fe的基态原子电子排布式为 。
②二茂铁中Fe2+与环戊二烯离子(C5H5-)之间的化学键类型是 。
③1mol环戊二烯(
)中含有σ键的数目为
个。
⑶ 普鲁士蓝俗称铁蓝,结构如右图所示(K+未画出),
每隔一个立方体在立方体中心含有一个K+离子,
普鲁士蓝中铁元素的化合价有+2和+3两种,其中
Fe3+与Fe2+的个数比为: 。
[练习3](2010扬州一模)超细铜粉主要应用于导电材料、催化剂等领域中。超细铜粉的某制备方法如下:
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试回答下列问题:
(1)下列关于[Cu(NH3)4]SO4的说法中,正确的有 。(填字母序号)
A.[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B.[Cu(NH3)4]SO4含有NH3分子,其水溶液中也含有NH3分子
C.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素
D.[Cu(NH3)4]SO4的外界离子的空间构型为正四面体
(2)NH4CuSO3中的金属阳离子的核外电子排布式为 。
(3)SO32-离子中S硫原子的杂化方式为 ,与其互为等电子体的一种分子的分子式是 。
(4)NH3易液化的原因是 。
(5)右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,由此可确定该氧化物的化学式为 。
(6)NH4CuSO3与硫酸微热反应的离子方程式为 。
8.常见晶体类型的判断、晶体熔沸点的比较
下表是A、B、C三种金属元素的电离能:
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A |
B |
C |
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第一电离能KJ/mol |
520 |
496 |
419 |
已知A、B、C原子的价电子层的构型均为ns1,则该三种金属卤化物RX的熔点由高到低的顺序为
,理由是