Question

【題目】1911年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)汞在4.2K以下時(shí)電阻突然趨近于零——即低溫超導(dǎo)性。1986年，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了Nb3Ge在23K下具有超導(dǎo)性。1987年2月，趙忠賢及合作者獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了在液氮溫區(qū)(沸點(diǎn)77 K)的高溫超導(dǎo)體，其晶胞如圖所示，元素組成為Ba-Y-Cu-O(臨界溫度93 K)，推動(dòng)了國際高溫超導(dǎo)研究。趙忠賢院士獲得2016年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

回答下列問題：

（1）鈮Nb位于第五周期，Nb的外圍電子排布式為4d45s1，Nb位于_______族

（2）下列關(guān)于Ge元素?cái)⑹稣�確的是______(從下列選項(xiàng)中選擇)

A．Ge晶體屬于準(zhǔn)金屬，且為共價(jià)晶體 B．Ge屬于p區(qū)的過渡金屬

C．Ge的第一電離能比As、Se均要小 D．Ge的電負(fù)性比C大

（3）Ge(CH3)2Cl2分子的中心原子Ge的雜化方式是______________

（4）NH3也常作致冷劑，其鍵角_______(填“大于”或“小于”)109°28′，NH3的沸點(diǎn)(239.6 K)高于N2沸點(diǎn)的主要原因是___________________________

（5）圖示材料的理想化學(xué)式(無空位時(shí))為___________________，若Y(釔)元素的化合價(jià)為+3，則Cu的平均化合價(jià)為_______

（6）金屬銅屬于面心立方最密堆積，其晶胞中Cu原子的最近距離為a cm，金屬銅的晶體密度為ρ g/cm3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則銅的相對原子質(zhì)量為________ (只含一個(gè)系數(shù)，用a、ρ、NA表示)。

Answer 1

【答案】VBA Csp3小于NH3分子間有氫鍵，N2分子間無氫鍵，致使NH3的沸點(diǎn)更高Ba2YCu3O9+11/3a3ρNA或0.707a3ρNA

【解析】

（1）鈮Nb位于第五周期，Nb的外圍電子排布式為4d45s1，在周期表的ds區(qū)，第5軌道上有電子所以位于第五周期，4d 上有4個(gè)電子和5s上有一個(gè)電子所以是在VB族；（2）A．Ge位于元素周期表金屬元素與非金屬元素的分界線附近，晶體屬于準(zhǔn)金屬，且為共價(jià)晶體，選項(xiàng)A正確；B．Ge屬于p區(qū)，但不屬于過渡金屬，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，As的4p能級含有3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能較高，則第一電離能As>Se>Ge，選項(xiàng)C正確；D．同主族從上到下非金屬性減弱電負(fù)性減弱，則Ge的電負(fù)性比C小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選AC；（3）Ge(CH3)2Cl2分子的中心原子Ge的價(jià)層電子對是4，其雜化方式是sp3；（4）NH3也常作致冷劑，其分子構(gòu)型是三角錐形，其鍵角小于109°28′，NH3的沸點(diǎn)(239.6 K)高于N2沸點(diǎn)的主要原因是NH3分子間有氫鍵，N2分子間無氫鍵，致使NH3的沸點(diǎn)更高；（5）晶胞內(nèi)部含有2個(gè)鋇原子、1個(gè)Y原子，棱上含有8個(gè)銅原子、20個(gè)O原子，頂點(diǎn)含有8個(gè)銅原子，面心含有8個(gè)O原子，共3個(gè)銅原子、9個(gè)O原子，圖示材料的理想化學(xué)式(無空位時(shí))為Ba2YCu3O9，若Y(釔)元素的化合價(jià)為+3，則Cu的平均化合價(jià)為；（6）金屬銅屬于面心立方最密堆積，其晶胞中含有4個(gè)銅原子，Cu原子的最近距離為a cm，則晶胞邊長為，金屬銅的晶體密度為ρ g/cm3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則有，故銅的相對原子質(zhì)量為a3ρNA。