Question

【題目】晶體硅是制備太陽(yáng)能電池板的主要原料，電池板中還含有硼、氮、鈦、鉆、鈣等多種化學(xué)物質(zhì)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）第二周期元素的電負(fù)性按由小到大的順序排列，B元素排在第__________位。

（2）硅酸根有多種結(jié)構(gòu)形式，一種無(wú)限長(zhǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)如圖1所示，其化學(xué)式為____________，Si原子的雜化類型為__________________。

（3）N元素位于元素周期表_____________區(qū)；基態(tài)N原子中，核外電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云有____個(gè)伸展方向。

（4）[Co(NH3)6]3+的幾何構(gòu)型為正八面體形，Co在中心。

①[Co(NH3)6]3+中，1個(gè)Co提供_______________個(gè)空軌道。

②若將[Co(NH3)6]3+中的兩個(gè)NH3分子換成兩個(gè)Cl-，可以形成_________種不同的結(jié)構(gòu)形式。

（5）—種由Ca、Ti、O三種元素形成的晶體的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。

①與Ti緊鄰的Ca有___________________個(gè)。

②若Ca與O之間的最短距離為α pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體的密度ρ=__________________g· cm-3(用含α、NA的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】 3 SiO32- [或(SiO3)n2n-] sp3 p 3 6 2 8

【解析】(1)元素的非金屬性越強(qiáng)，元素的電負(fù)性數(shù)值越大，同一周期，從左到右，元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)，電負(fù)性數(shù)值逐漸增大，第二周期元素的電負(fù)性按由小到大的順序排列，B元素排在第3位，故答案為：3；

(2)Si原子形成四個(gè)σ鍵，Si原子的雜化形式為sp3，根據(jù)圖片知，每個(gè)三角錐結(jié)構(gòu)中Si原子是1個(gè)，O原子個(gè)數(shù)=2+2× =3，所以硅原子和氧原子個(gè)數(shù)之比=1：3，3個(gè)O原子帶6個(gè)單位負(fù)電荷，每個(gè)硅原子帶4個(gè)單位正電荷，所以形成離子為[SiO3]n2n-(或SiO32-)，故答案為：SiO32-[或(SiO3)n2n-]；sp3；

(3)N元素，核外電子排布式為1s22s22p3，位于元素周期表的p區(qū)；基態(tài)原子中能量最高的電子，處于2p能級(jí)，其電子云在空間有3個(gè)方向，原子軌道呈紡錘形，故答案為：p；3；

(4)①1個(gè)Co離子有6個(gè)NH3分子作配體，每個(gè)配體提供1對(duì)孤對(duì)電子，故1個(gè)Co離子需要提供6個(gè)空軌道，故答案為：6；

②由信息[Co(NH3)6]3+的幾何構(gòu)型為正八面體形，Co在中心可以推知，如果兩個(gè)NH3分子換成兩個(gè)Cl-，可以替換鄰位和對(duì)位，共有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，故答案為：2；

(5)①根據(jù)均攤法可知，O位于邊上，其數(shù)目為：12×=3，Ca位于體心，其數(shù)目為1，Ti位于頂點(diǎn)，其數(shù)目為8×=1，故該礦物的化學(xué)式為：CaTiO3，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，與1個(gè)Ca緊鄰的Ti有8個(gè)，根據(jù)二者的數(shù)目比為1:1，與1個(gè)Ti緊鄰的Ca也有8個(gè)，故答案為：8；

②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，Ca與O之間的最短距離為面對(duì)角線的一半，則晶胞棱長(zhǎng)為pm=×10-10cm，則晶胞的密度=g/cm3=g/cm3，故答案為： 。