Question

【題目】[化學(xué)-選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

文藝復(fù)興時(shí)期，群青顏料曾用在許多著名的油畫上，當(dāng)時(shí)群青顏料是由貴重的青金石研磨并制成的。青金石是指堿性鋁硅酸鹽礦物，其中含鈉、鋁、硅、硫、氯、氧等元素。

(1)硅元素基態(tài)原子的價(jià)電子軌道表示式為____________。

(2)第四周期中，與鋁未成對(duì)電子數(shù)相同的金屬元素有________種。

(3)Na+和Ne互為等電子體，電離能I2(Na)________I1(Ne)（填“>”或“<”）。

(4)①已知氯有多種含氧酸，其電離平衡常數(shù)如下：

化學(xué)式	HClO4	HClO3	HClO2	HClO
Ka	1×1010	1×101	1×10-2	4×10-8

HClO4的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________，HClO3中Cl原子的雜化軌道類型為________，HClO2中含有的共價(jià)鍵類型為__________。以上幾種含氧酸的酸性強(qiáng)弱不同，其原因?yàn)?/span>______________。

②氫鹵酸（HX）的電離過程如圖。ΔH1和ΔH2的遞變規(guī)律都是HF>HCl>HBr>HI，其中ΔH1(HF)特別大的原因?yàn)?/span>_________，影響ΔH2遞變的因素為______________。

(5)鋁單質(zhì)為面心立方晶體，晶胞參數(shù)a=q nm，鋁的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1，原子半徑為r pm，阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA。則鋁單質(zhì)的密度為________g·cm-3（列式即可，下同），鋁晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為____________。

Answer 1

【答案】 4 > sp3 σ鍵和鍵 氯的含氧酸中非烴基氧原子數(shù)目越多，中心氯原子價(jià)態(tài)越高，正電性越高，導(dǎo)致Cl—O—H中的電子更向Cl偏移，越易電離出H+ HF的水溶液中存在氫鍵作用 原子半徑（或鍵長(zhǎng)或鍵能）

【解析】(1)硅為第14號(hào)元素，在周期表第三周期第ⅣA，硅的價(jià)電子軌道表示式為；

(2)Al的未成對(duì)電子數(shù)為1，第四周期中未成對(duì)電子數(shù)為1的有K[Ar]4s1、Se[Ar]3d14s2、Cu[Ar]3d104s1、Ga[Ar]3d104s24p1、Br[Ar]3d104s24p5、其中金屬元素有4種；

(3)Na+和Ne電子層結(jié)構(gòu)均為兩層飽和結(jié)構(gòu)，Na+質(zhì)子數(shù)為11，大于Ne的質(zhì)子數(shù)，因此對(duì)最外層電子的吸引力Na＞Ne，所以電離能I2(Na)＞I1(Ne)；

(4)①根據(jù)含氧酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，HClO4的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，ClO3-中Cl原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+=4，沒有孤電子對(duì)，故其雜化軌道形成為sp3，HClO2的結(jié)構(gòu)式為H—O—Cl=O，共價(jià)鍵類型為極性共價(jià)鍵（或σ鍵和鍵）；氯的含氧酸中非烴基氧原子數(shù)目越多，中心氯原子價(jià)態(tài)越高，正電性越高，導(dǎo)致Cl—O—H中的電子更向Cl偏移，越易電離出H+，酸性越強(qiáng)，故酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。

②ΔH1表示液態(tài)鹵化氫氣化：HX(aq)→HX(g)，吸收的能量；氣化需要克服分子間作用力，由于氟化氫分子間有氫鍵，所以分子間作用力大熔沸點(diǎn)高，氣化所吸收的能量高ΔH1特別大，ΔH2表示鹵化氫分解成原子，HX(g)→H(g)+X(g)是破壞共價(jià)鍵的過程，因此影響ΔH2遞變的因素：從上到下原子半徑越大，鍵長(zhǎng)越小，越容易分解，ΔH2越��；

(5)Al是面心立方晶胞，平均占有的Al原子數(shù)為4個(gè)，根據(jù)密度公式：ρ=g/cm3，因此原子體積為4個(gè)球體的體積，占體積百分比=×100%=。