Question

【題目】Al、Ti、Co、Cr、Zn 等元素形成的化合物在現(xiàn)代工業(yè)中有廣泛的用途�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)下列狀態(tài)的鋁中，電離最外層的一個(gè)電子所需能量最小的是_____(填標(biāo)號(hào))。

A．[Ne]3s1 B．[Ne]3s2 C．[Ne]3s23p1 D．[Ne] 3s13p2

(2)熔融 AlCl3 時(shí)可生成具有揮發(fā)性的二聚體 Al2Cl6，二聚體 Al2Cl6 的結(jié)構(gòu)式為_____；(標(biāo)出配位鍵)其中 Al 的配位數(shù)為_________。

(3)與鈦同周期的所有副族元素的基態(tài)原子中，最外層電子數(shù)與基態(tài)鈦原子相同的元素有_____種。

(4)Co2＋的價(jià)電子排布式_________。NH3 分子與 Co2＋結(jié)合成配合物[Co(NH3)6]2＋，與游離的氨分子相比，其鍵角∠HNH_____(填“較大”，“較小”或“相同”)，解釋原因_____。

(5)已知 CrO5 中鉻元素為最高價(jià)態(tài)，畫(huà)出其結(jié)構(gòu)式：_____。

(6)阿伏加德羅常數(shù)的測(cè)定有多種方法，X 射線衍射法就是其中的一種。通過(guò)對(duì)碲化鋅晶體的 X 射線衍射圖 象分析，可以得出其晶胞如圖 1 所示，圖 2 是該晶胞沿 z 軸的投影圖，請(qǐng)?jiān)趫D中圓球上涂“●”標(biāo)明 Zn 的位置_____。若晶體中 Te 呈立方面心最密堆積方式排列，Te 的半徑為 a pm，晶體的密度為 ρg/cm3，阿伏加德羅常數(shù) NA=_____mol-1（列計(jì)算式表達(dá)）。

Answer 1

【答案】D 4 4 3d7 較大 NH3通過(guò)配位鍵與Co2+結(jié)合后，原來(lái)的孤電子對(duì)變?yōu)槌涉I電子對(duì)，對(duì)其他N-H成鍵電子對(duì)的排斥力減小，N-H鍵之間的鍵角增大 (或Te與Zn的位置互換)

【解析】

(1)電離最外層的一個(gè)電子所需的能量：基態(tài)原子>激發(fā)態(tài)原子，第一電離能＜第二電離能＜第三電離能；

(2)二聚體Al2Cl6由Al提供空軌道，Cl原子提供孤電子對(duì)形成配位鍵，配合物中的配位數(shù)是指直接同中心離子(或原子)配位的原子數(shù)目；

(3)根據(jù)核外電子的排布特點(diǎn)分析；

(4)Co為27號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理可寫(xiě)出Co2+的價(jià)電子排布式；NH3 分子與 Co2＋結(jié)合成配合物[Co(NH3)6]2＋，與游離的氨分子相比，NH3通過(guò)配位鍵與Co2+結(jié)合，原來(lái)的孤電子對(duì)變?yōu)槌涉I電子對(duì)；

(5)計(jì)算該化合物中氧的化合價(jià)判斷其結(jié)構(gòu)；

(6)根據(jù)均攤法計(jì)算該晶胞中Zn原子、Te原子的數(shù)目，計(jì)算晶胞的邊長(zhǎng)，列出晶體密度的表達(dá)式，從而轉(zhuǎn)化得到阿伏加德羅常的表達(dá)式。

(1)電離最外層的一個(gè)電子所需的能量：基態(tài)原子>激發(fā)態(tài)原子，第一電離能＜第二電離能＜第三電離能，D為激發(fā)態(tài)原子，D狀態(tài)的鋁電離最外層的一個(gè)電子所需能量最小，故答案為：D；

(2)熔融 AlCl3 時(shí)可生成具有揮發(fā)性的二聚體 Al2Cl6，該二聚體由Al提供空軌道，Cl原子提供孤電子對(duì)形成配位鍵，其結(jié)構(gòu)式為，配合物中的配位數(shù)是指直接同中心離子(或原子)配位的原子數(shù)目，二聚體Al2Cl6中與Al直接相連的原子有4個(gè)，故Al的配位數(shù)為4，故答案為：；4；

(3)Ti元素最外層有2個(gè)電子,與鈦同周期的所有副族元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與基態(tài)鈦原子相同的元素有Sc、V、Mn、Zn，共4種，故答案為：4；

(4)Co為27號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理可知其價(jià)電子排布式為3d74s2，則Co2＋的價(jià)電子排布式為3d7；NH3 分子與 Co2＋結(jié)合成配合物[Co(NH3)6]2＋，與游離的氨分子相比，NH3通過(guò)配位鍵與Co2+結(jié)合后，原來(lái)的孤電子對(duì)變?yōu)槌涉I電子對(duì)，對(duì)其他N-H成鍵電子對(duì)的排斥力減小，N-H鍵之間的鍵角增大，故答案為：3d7；較大；NH3通過(guò)配位鍵與Co2+結(jié)合后，原來(lái)的孤電子對(duì)變?yōu)槌涉I電子對(duì)，對(duì)其他N-H成鍵電子對(duì)的排斥力減小，N-H鍵之間的鍵角增大；

(5)已知CrO5 中鉻元素為最高價(jià)態(tài)，則Cr為+6價(jià)，在該化合物中，設(shè)-1價(jià)氧原子為x個(gè)，-2價(jià)氧原子為y個(gè)，則可得x+y=5,x+2y=6,解得x=4，y=1，則該化合物中含有兩個(gè)過(guò)氧鍵，則其結(jié)構(gòu)式，故答案為：；

(6)根據(jù)碲化鋅的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，該晶胞沿 z 軸的投影圖為(或Te與Zn的位置互換)，根據(jù)均攤法可知，在該晶胞中Zn原子的數(shù)目為4，Te原子的數(shù)目為，若晶體中 Te 呈立方面心最密堆積方式排列，則晶胞的面對(duì)角線為4a pm，則晶胞的邊長(zhǎng)為，則晶體的密度，阿伏加德羅常數(shù)，故答案為：(或Te與Zn的位置互換)；。