Question

【題目】鈦、鐵、砷、硒、鋅等元素的單質(zhì)及其化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

（1）基態(tài)Ti原子中，最高能層電子的電子云輪廓形狀為_______，與Ti同周期的所有過(guò)渡元素的基態(tài)原子中，最外層電子數(shù)與鈦不同的元素有________種。

（2）鐵的第三電離能、第四電離能分別為和，遠(yuǎn)大于的原因是______________________。

（3）離子可用于的檢驗(yàn)，其對(duì)應(yīng)的酸有兩種，分別為硫氰酸和異硫氰酸。

①寫(xiě)出與互為等電子體的一種微粒_________分子或離子；

②異硫氰酸的沸點(diǎn)比硫氰酸沸點(diǎn)高的原因是_______________。

（4）成語(yǔ)“信口雌黃”中的雌黃分子式為，分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，As原子的雜化方式為_______________。

（5）離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。一個(gè)晶胞含有的鍵有__________個(gè)。

（6）硒化鋅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中X和Y點(diǎn)所堆積的原子均為____________填元素符號(hào)；該晶胞中硒原子所處空隙類(lèi)型為____________填“立方體”、“正四面體”或“正八面體”，該種空隙的填充率為____________；若該晶胞密度為，硒化鋅的摩爾質(zhì)量為。用代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，則晶胞參數(shù)a為____________nm。

Answer 1

【答案】球形 2 的3d能級(jí)半充滿(mǎn)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 或、、 異硫氰酸分子間存在氫鍵 雜化 正四面體 。

【解析】

（1）根據(jù)構(gòu)造原理寫(xiě)出核外電子排布式，判斷出最高能級(jí)的形狀，與Ti同周期的所有過(guò)渡元素的基態(tài)原子中，最外層電子數(shù)與鈦不同，結(jié)合構(gòu)造原理與洪特規(guī)則特例，符合條件元素原子的價(jià)電子排布為3d54s1、3d104s1；

（2）價(jià)電子排布為全滿(mǎn)或半滿(mǎn)時(shí)，處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，此時(shí)電離能將增大；

（3）C原子與1個(gè)單位負(fù)電荷可以等效替換為N原子，N原子與1個(gè)單位負(fù)電荷可以替換為O原子，S原子可以用氧原子替換，與SCN-互為等電子體的一種微粒為：N2O、CO2、CS2、OCN-（任意一種）；從氫鍵的角度分析沸點(diǎn)的高低。

（4）由結(jié)構(gòu)圖可知，黑色球?yàn)?/span>As、白色球?yàn)?/span>S，分子中As原子形成3個(gè)σ鍵、還含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為3+1=4，故As雜化方式為sp3雜化；

（5）計(jì)算出晶胞中C22-數(shù)目，每個(gè)C22-中含2個(gè)π鍵；

（6）根據(jù)圖示，Zn原子處于晶胞的頂點(diǎn)與面心，晶胞中Zn原子形成正四面體結(jié)構(gòu)有8個(gè)，其中4個(gè)正四面體中心填充Se原子，正四面體空隙的填充率為50%；V== =，N可以從晶胞構(gòu)型中計(jì)算出N=4，NA、M、ρ均為已知，代入公式可以得到體積，晶胞參數(shù)等于體積的三次開(kāi)方。

（1）基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為[Ar]3d24s2，最高能層電子為4s能級(jí)，電子云輪廓圖形為球形；與Ti同周期的所有過(guò)渡元素的基態(tài)原子中，最外層電子數(shù)與鈦不同，結(jié)合構(gòu)造原理與洪特規(guī)則特例，符合條件元素原子的價(jià)電子排布為3d54s1、3d104s1，故有2種，

故答案為：球形；2；

（2）由Fe2+變?yōu)?/span>Fe3+體現(xiàn)Fe的第三電離能，即價(jià)電子由3d6變?yōu)?/span>3d5；當(dāng)從3d5狀態(tài)再失去一個(gè)電子時(shí)，體現(xiàn)第四電離能，因3d5為半充滿(mǎn)狀態(tài)，較為穩(wěn)定，故第四電離能大于第三電離能，

故答案為：Fe3+的3d能級(jí)半充滿(mǎn)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；

（3）①C原子與1個(gè)單位負(fù)電荷可以等效替換為N原子，N原子與1個(gè)單位負(fù)電荷可以替換為O原子，S原子可以用氧原子替換，與SCN-互為等電子體的一種微粒為：N2O、CO2、CS2、OCN-（任意一種），

故答案為：或、、；

②異硫氰酸分子間含有氫鍵，故異硫氰酸的沸點(diǎn)比硫氰酸沸點(diǎn)高；

故答案為：異硫氰酸分子間存在氫鍵 ；

（4）由結(jié)構(gòu)圖可知，黑色球?yàn)?/span>As、白色球?yàn)?/span>S，分子中As原子形成3個(gè)σ鍵、還含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為3+1=4，故As雜化方式為sp3雜化，

故答案為：sp3雜化；

（5）晶胞中C22-數(shù)目為：12×+1=4，每個(gè)C22-中含2個(gè)π鍵，一個(gè)晶胞含有平均有π鍵數(shù)目為：2×4=8，

故答案為：8；

（6）晶胞中Se、Zn原子數(shù)目之比為1：1，Zn原子處于晶胞的頂點(diǎn)與面心，Se原子與周?chē)��?/span>4個(gè)Zn原子形成正四面體構(gòu)型，Se處于正四面體的中心，X，Y都代表Zn；晶胞中Zn原子形成正四面體結(jié)構(gòu)有8個(gè)，其中4個(gè)正四面體中心填充Se原子，正四面體空隙的填充率為50%；晶胞中Zn原子數(shù)目為：8×+6×=4、Se原子數(shù)目為4，晶胞中各微�？傎|(zhì)量為：g，晶胞體積為：，晶胞參數(shù)a=cm=nm，

故答案為：；正四面體；；。