Question

【題目】近年來，在西藏自治區(qū)的銅金多金屬成礦帶多次發(fā)現(xiàn)罕見的金屬互化物。金屬互化物是合金中的一種，可表示為如Cu-Ni-Zn 或CaCux等形式。

(1)某種金屬互化物具有自范性，原子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列，該金屬互化物屬于____________(填“晶體”或“非晶體”)。

(2)銅在元素周期表中的位置是____________，基態(tài)Cu原子核外有__________種能量不同的電子。

(3)Ni2+能與許多配體形成配合物，如[Ni(CN)4]2－、二丁二酮肟合鎳(Ⅱ)等。

①寫出一種與CN-互為等電子體的分子：_______________(用化學(xué)式表示)。

②二丁二酮肟合鎳(Ⅱ)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，Ni的配位數(shù)為____________，配位原子為____________，其中C原子的雜化方式為_____________。

(4)甲烷、氨氣和水分子中的C、N、O原子均采用sp3雜化，VSEPR模型均為正四面體構(gòu)型，比較三種分子的鍵角由大到小的順序?yàn)?/span>_________，其原因是__________。

(5)CaCux可看作由如圖2所示(a)(b)兩種原子層交替堆積排列而成，圖(c)表示CaCux晶胞結(jié)構(gòu)圖。合金CaCux中x=____________。已知同一層中Ca、Ca原子間的距離均為294pm，根據(jù)圖示求同層的Ca、Ca原子間的距離為____________pm(取=1.73,結(jié)果保留整數(shù))。

Answer 1

【答案】晶體 第四周期IB族 7 CO(或N2) 2 N sp2、sp3 CH4>NH3>H2O CH4、NH3、H2O分子中分別含0、1、2對孤對電子，孤電子對與成鍵電子對間的排斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對間的排斥力，孤電子對數(shù)越多，斥力越大，鍵角越小 5 509

【解析】

(1)晶體具有自范性，而非晶體無自范性，因晶體中的原子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列，故該金屬互化物屬于晶體。

(2)銅位于元素周期表第四周期IB族，銅原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，不同能級上電子能量不同，Cu共有7個(gè)能級，故基態(tài)Cu原子核外有7種能量不同的電子。

(3)①與CN-互為等電子體的分子有CO、N2。②由題圖可知，N原子與O原子之間形成了2個(gè)配位鍵，根據(jù)成鍵原理可知N原子與Ni原子之間形成2個(gè)配位鍵(如圖)，則Ni的配位數(shù)為2，因N原子有一對孤電子，則N原子為配位原子；其中-CH3中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，雜化方式為sp3，另一種碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為2+1=3，雜化方式為sp2，故碳原子的雜化方式為sp2、sp3。

(4)甲烷、氨氣和水分子中的C、N、O原子均采用sp3雜化，VSEPR模型均為正四面體構(gòu)型，其差異為中心原子形成的成鍵電子對數(shù)與孤電子對數(shù)。電子對之間的排斥力大小關(guān)系為孤電子對與孤電子對>孤電子對與成鍵電子對>成鍵電子對與成鍵電子對。CH4分子中均為成鍵電子對，NH3分子中含3對成鍵電子和1對孤對電子，H2O分子中含2對成鍵電子和2對孤對電子，孤電子對數(shù)越多，斥力越大，鍵角越小，故CH4、NH3、H2O三種分子的鍵角由大到小的順序?yàn)?/span>CH4>NH3>H2O。

(5)由題圖(c)可知，該晶胞中Ca原子數(shù)目為1/6×12+1/2×2=3，Cu原子數(shù)目為1/2×18+6=15，則Ca、Cu原子個(gè)數(shù)比為3︰15=1︰5，合金CaCux中x=5。設(shè)同層Ca、Ca原子間的距離為dpm，結(jié)合幾何關(guān)系分析(如圖)，可列出關(guān)系式：1/2d=/2×294，解得d≈509，故同層Ca、Ca間的距離為509 pm。