Question

【題目】材料是人類文明進(jìn)步的階梯，第ⅢA、ⅣA、VA及Ⅷ族元素是組成特殊材料的重要元素。

回答下列問題：

（1）基態(tài)硼核外電子占據(jù)的最高能級(jí)的電子云輪廓圖形狀為____。與硼處于同周期且相鄰的兩種元素和硼的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>___。

（2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)氮原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，則其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為____。

（3）NH3能與眾多過渡元素離子形成配合物，向CuSO4溶液中加入過量氨水，得到深藍(lán)色溶液，向其中加人乙醇析出深藍(lán)色晶體，加入乙醇的作用____，該晶體的化學(xué)式為_____。

（4）銅與(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2，1 mol(SCN)2中含有π鍵的數(shù)目為_____，HSCN結(jié)構(gòu)有兩種，硫氰酸(H－S－C≡N)的沸點(diǎn)低于異硫氰酸(H－N=C=S)的原因是_______。

（5）MgCO3的熱分解溫度_____(填“高于”或“低于”)CaCO3的原因是________。

（6）NH3分子在獨(dú)立存在時(shí)H－N－H鍵角為107°。如圖是[Zn(NH3)6]2＋離子的部分結(jié)構(gòu)以及H－N－H鍵角的測量值。解釋NH3形成如圖配合物后H－N－H鍵角變大的原因：_________。

（7）某種金屬鋰的硼氫化物是優(yōu)質(zhì)固體電解質(zhì)，并具有高儲(chǔ)氫密度。陽離子為Li+，每個(gè)陰離子是由12個(gè)硼原子和12個(gè)氫原子所構(gòu)成的原子團(tuán)。陰離子在晶胞中位置如圖所示，其堆積方式為_____，Li+占據(jù)陰離子組成的所有正四面體中心，該化合物的化學(xué)式為_____（用最簡整數(shù)比表示）。假設(shè)晶胞邊長為anm，NA代表阿伏伽德羅常數(shù)的值，則該晶胞的密度為________g/cm3。（用含a，NA的代數(shù)式表示）

Answer 1

【答案】啞鈴形 C＞Be＞B 3d74s2 減小溶劑極性，降低晶體溶解度 [Cu（NH3）4SO4]H2O 4NA 異硫氰酸分子間可形成氫鍵，所以熔沸點(diǎn)較高 低于 r(Mg2+) < r(Ca2+)，晶格能：MgO大于CaO，故MgCO3更易分解為MgO NH3分子中N原子的孤電子對(duì)進(jìn)入Zn2+的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對(duì)間的排斥，排斥作用減弱 面心立方最密堆積 LiB6H6

【解析】

（1）基態(tài)B核外電子占據(jù)的最高能級(jí)為2p能級(jí)；同周期隨原子序數(shù)的增大第一電離能呈增大趨勢，但具有全充滿、半充滿、全空的電子層構(gòu)型的原子穩(wěn)定性高，其電離能較大；

（2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)氮原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，則該元素原子3d能級(jí)容納7個(gè)電子，原子先填充4s能級(jí)，再填充3d能級(jí)；

（3）加入乙醇能減小溶劑極性，降低[Cu（NH3）4]SO4晶體的溶解度，深藍(lán)色的晶體：Cu（NH3）4SO4H2O；

（4）銅與類鹵素（SCN）2反應(yīng)生成Cu（SCN）2，SCN分子中硫原子形成兩個(gè)共用電子對(duì)、C原子形成四個(gè)共用電子對(duì)、N原子形成三個(gè)共用電子對(duì)，（SCN）2結(jié)構(gòu)式為N≡C-S-S-C≡N，每個(gè)分子中含有4個(gè)π鍵；能形成分子間氫鍵的物質(zhì)熔沸點(diǎn)較高；

（5）碳酸鹽的熱分解本質(zhì)是金屬陽離子結(jié)合酸根離子中的氧離子，金屬陽離子結(jié)合酸根離子中的氧離子能力越強(qiáng)，需要的更少外界能量來分解；

（6）孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間排斥力大于成鍵電子對(duì)之間的排斥力，NH3分子中N原子的孤電子對(duì)進(jìn)入Zn2+的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對(duì)間的排斥；

（7）由圖可知，陰離子處于晶胞的頂點(diǎn)與面心，屬于面心立方最密堆積；頂點(diǎn)陰離子與面心陰離子形成正四面體結(jié)構(gòu)，晶胞中有8個(gè)正四面體，故晶胞中有8個(gè)Li+，均攤法計(jì)算晶胞中B12H12n-離子團(tuán)數(shù)目，確定化學(xué)式；結(jié)合晶胞中各原子數(shù)目計(jì)算晶胞的質(zhì)量，晶體密度=晶胞質(zhì)量÷晶胞體積。

（1）基態(tài)B核外電子占據(jù)的最高能級(jí)為2p能級(jí)，電子云輪廓圖形狀為啞鈴形；與硼處于同周期且相鄰的兩種元素為Be、C，同周期隨原子序數(shù)的增大第一電離能呈增大趨勢，Be原子的2s軌道為全充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能：C＞Be＞B；

（2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)氮原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，則該元素原子3d能級(jí)容納7個(gè)電子，原子先填充4s能級(jí)，再填充3d能級(jí)，故該元素原子價(jià)電子排布式為：3d74s2；

（3）加入乙醇能減小溶劑極性，降低[Cu（NH3）4]SO4晶體的溶解度，深藍(lán)色的晶體：Cu（NH3）4SO4H2O，所以乙醇的作用是減小溶劑極性，降低晶體溶解度；

（4）銅與類鹵素（SCN）2反應(yīng)生成Cu（SCN）2，SCN分子中硫原子形成兩個(gè)共用電子對(duì)、C原子形成四個(gè)共用電子對(duì)、N原子形成三個(gè)共用電子對(duì)，（SCN）2結(jié)構(gòu)式為N≡C-S-S-C≡N，每個(gè)分子中含有4個(gè)π鍵，則1mol（SCN）2中含有π鍵的數(shù)目為4NA或2.408×1024；能形成分子間氫鍵的物質(zhì)熔沸點(diǎn)較高，異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能形成分子間氫鍵，所以異硫氰酸熔沸點(diǎn)高于硫氰酸；

（5）碳酸鹽的熱分解本質(zhì)是金屬陽離子結(jié)合酸根離子中的氧離子，Mg2+的離子半徑小于Ca2+的，Mg2+對(duì)氧離子的吸引作用比Ca2+的強(qiáng)，故MgCO3需要較少的外界能量來分解，故熱分解溫度：MgCO3低于CaCO3；

（6）NH3分子中N原子的孤電子對(duì)進(jìn)入Zn2+的空軌道形成配位鍵后，原孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對(duì)間的排斥，排斥作用減弱，故NH3形成如圖1配合物后H-N-H鍵角變大；

（7）由圖可知，陰離子處于晶胞的頂點(diǎn)與面心，屬于面心立方最密堆積；頂點(diǎn)陰離子與面心陰離子形成正四面體結(jié)構(gòu)，晶胞中有8個(gè)正四面體，故晶胞中有8個(gè)Li+，晶胞中B12H12n-離子團(tuán)數(shù)目=8×+6×=4，故Li、B、H原子數(shù)目之比為8：12×4：12×4=1：6：6，故化學(xué)式為LiB6H6．晶胞相當(dāng)于含有8個(gè)“LiB6H6“，晶胞質(zhì)量=8×g，故晶體密度=8×g÷（a×10-7cm）3=g/cm3。