Question

【題目】C、N、O、P、S、Cl、Cu、Zn八種元素的單質(zhì)及化合物在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)第一電離能：Zn_______Cu（填“>”或“<”下同）電負(fù)性S ______Cl。

(2)寫(xiě)出基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式_________________

(3)SO3的空間構(gòu)型是________________ ，白磷P4分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，P原子位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，則P原子的雜化形式為_________________。

(4)與SCN—互為等電子體的微粒有_________________________(任寫(xiě)兩種)。

(5)NH3、PH3、AsH3三者的沸點(diǎn)由高到低的順序是___________，原因是______________。

(6)Cu與Cl形成的一種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑點(diǎn)代表銅原子)。

①該晶體的化學(xué)式為_________。

②已知該晶體中Cu原子和Cl氯原子之間的最短距離apm且恰好為體對(duì)角線的，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則該晶體的密度為__________________g/cm3(列出計(jì)算式即可)。

Answer 1

【答案】> < 3d104s1 平面三角形 sp3雜化 OCN-、CS2、CO2、N2O NH3>AsH3>PH3 三者均為結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，熔沸點(diǎn)高低由相對(duì)分子質(zhì)量決定，且NH3存在分子間氫鍵，因此NH3熔沸點(diǎn)反常，比另外兩種氫化物的熔沸點(diǎn)高 CuCl

【解析】

(1)軌道中電子處于全滿、全空、半滿時(shí)較穩(wěn)定，失去電子需要的能量較大；

元素的非金屬性越強(qiáng)，其相應(yīng)的電負(fù)性就越大；

(2)Cu是29號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)其核外電子排布式；

(3)根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論判斷微粒的空間構(gòu)型和原子的雜化方式，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)；

(4)根據(jù)等電子體的含義分析；

(5)NH3分子之間形成了氫鍵，PH3、AsH3沸點(diǎn)根據(jù)分子間作用力強(qiáng)弱分析判斷；

(6)①用均攤法計(jì)算該晶體的化學(xué)式；

②先計(jì)算晶胞參數(shù)，然后根據(jù)密度公式ρ=計(jì)算該晶體的密度。

(1)當(dāng)原子核外的軌道中電子處于全滿、全空、半滿時(shí)較穩(wěn)定，失去電子需要的能量較大，Zn原子軌道中電子處于全滿狀態(tài)，Cu失去一個(gè)電子內(nèi)層電子達(dá)到全充滿穩(wěn)定狀態(tài)，所以Cu較Zn易失電子，因此第一電離能Cu＜Zn；

元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性就越大。由元素的非金屬性Cl>S，可知電負(fù)性Cl>S；

(2)Cu是29號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理可得基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為3d104s1；

(3)SO3分子中價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)=3+(6-3×2)=3，是S原子采用sp2雜化，為平面三角形結(jié)構(gòu)；白磷P4分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，P原子形成3個(gè)σ鍵，含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4，所以P原子的雜化形式為sp3雜化；

(4)原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微粒互為等電子體，據(jù)此可知與SCN-互為等電子體的微粒有OCN-、CS2、CO2、N2O；

(5)NH3、PH3、AsH3都是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，在固態(tài)時(shí)屬于分子晶體。由于NH3分子之間形成了氫鍵，增加了分子之間的吸引力，使其熔沸點(diǎn)在同族元素形成的氫化物中最高；而PH3、AsH3結(jié)構(gòu)相似，由于相對(duì)分子質(zhì)量PH3<AsH3，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，克服分子間作用力使物質(zhì)熔化、氣化需要的能量就越高，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)就越高，所以沸點(diǎn)PH3<AsH3，則NH3、PH3、AsH3三者的沸點(diǎn)由高到低的順序是NH3>AsH3>PH3；

(6)①該晶體中含有的Cu原子個(gè)數(shù)是8；含有的Cl原子個(gè)數(shù)是，Cu、Cl原子個(gè)數(shù)比為1:1，因此該晶體的化學(xué)式為CuCl；

②該晶體中Cu原子和Cl氯原子之間的最短距離apm且恰好為體對(duì)角線的，則晶胞體對(duì)角線為4apm，假設(shè)晶胞參數(shù)為x，則x=4apm，所以x=pm，晶胞體積V=x3，晶胞的質(zhì)量為m=，則該晶體的密度為ρ==g/cm3。