高考化學一輪復習課時練36晶體結構與性質含解析新人教版

一輪復習精品資料(高中)PAGE1-晶體結構與性質基礎鞏固1.(2020重慶模擬)現(xiàn)有幾組物質的熔點(℃)數(shù)據(jù):A組B組C組D組金剛石:>3500℃Li:181℃HF:-83℃NaCl:801℃硅晶體:1410℃Na:98℃HCl:-115℃KCl:776℃硼晶體:2300℃K:64℃HBr:-89℃RbCl:718℃二氧化硅:1713℃Rb:39℃HI:-51℃CsCl:645℃據(jù)此回答下列問題:(1)A組屬于晶體,其熔化時克服的微粒間的作用力是。

(2)B組晶體共同的物理性質是(填序號)。

①有金屬光澤②導電性③導熱性④延展性(3)C組中HF熔點反常是由于。

(4)D組晶體可能具有的性質是(填序號)。

①硬度?、谒芤耗軐щ姠酃腆w能導電④熔融狀態(tài)能導電2.(2020四川廣安調研)現(xiàn)有A、X、Y、Z、W五種元素,它們的原子序數(shù)依次增大。A元素原子的核外電子總數(shù)與其周期序數(shù)相同;X基態(tài)原子的L層中有3個未成對電子;Y基態(tài)原子的2p軌道上有一個電子的自旋狀態(tài)與2p軌道其他電子不同;Z基態(tài)原子的3p軌道上得到兩個電子后不能再容納外來電子;W基態(tài)原子的最外層電子數(shù)為1,其余內層均充滿電子。請回答下列問題:(1)這五種元素中,電負性最大的元素基態(tài)原子的電子排布式是,W位于元素周期表的(填“s”“p”“d”或“ds”)區(qū)。

(2)已知X2Y分子中Y原子只與一個X原子相連,請根據(jù)等電子原理寫出X2Y的電子式:,其中心原子的雜化軌道類型是,1molX2Y含有的π鍵數(shù)目為。

圖1(3)W可以形成配合物。A、X、Y、Z、W五種元素形成的一種1∶1型離子化合物中,陰離子呈正四面體結構,該陰離子的化學式為;其陽離子呈軸向狹長的八面體結構(如圖1所示),該陽離子的化學式為;該化合物加熱時首先失去的成分是,判斷理由是。

圖2(4)W、X形成的某種化合物的晶胞結構為如圖2所示的立方晶胞(其中X顯-3價),則其化學式為。設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,距離最近的兩個W粒子的核間距為acm,則該晶體的密度為g·cm-3。(用含有a和NA的代數(shù)式表示)

3.(1)人工氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似,如圖所示。①該晶體中與Ti原子距離最近且相等的Ti原子有個,與Ti原子距離最近且相等的N原子有個,這幾個N原子形成的空間形狀是。

②該晶體的熔點高于NaCl晶體的熔點,其原因是。

(2)鈷晶體的一種晶胞是一種體心立方堆積(如圖所示),若該晶胞的邊長為anm,密度為ρg·cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則鈷的相對原子質量可表示為。

4.鈷、鐵、鎵、砷的單質及其化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的應用?；卮鹣铝袉栴}:(1)寫出As的基態(tài)原子的電子排布式:。

(2)N、P、As為同一主族元素,其電負性由大到小的順序為,它們的氫化物沸點最高的是。將NaNO3和Na2O在一定條件下反應得到一種白色晶體,已知其中陰離子與SO42-(3)Fe3+、Co3+與N3-、CN①K3〖Fe(CN)6〗可用于檢驗Fe2+,配體CN-中碳原子雜化軌道類型為。

②〖Co(N3)(NH3)5〗SO4中Co的配位數(shù)為,其配離子中含有的化學鍵類型為(填“離子鍵”“共價鍵”或“配位鍵”),C、N、O的第一電離能最大的為,其原因是。

(4)砷化鎵晶胞結構如圖。晶胞中Ga與周圍等距且最近的As形成的立體構型為。已知砷化鎵晶胞邊長為apm,其密度為ρg·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為(列出計算式即可)。

5.磷化銦和砷化銦納米晶具備獨特的光學和電學特性,廣泛應用于生物醫(yī)學、通信、太陽能電池等領域?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)磷原子的電子排布式為;基態(tài)砷原子中未成對電子數(shù)為。

(2)PH3分子立體構型為;AsO33-(3)AsH3與NH3在水中溶解度較大的是,其原因是。

(4)酞菁銦是有機分子酞菁與金屬銦形成的復雜分子,結構簡式如圖1所示,該分子中存在的化學鍵為(填選項字母)。

圖1a.σ鍵 b.π鍵 c.離子鍵 d.配位鍵(5)砷化銦的晶胞結構如圖2所示,砷化銦晶體的化學式為;該晶胞的棱長為acm,則砷化銦晶體的密度為(用含a、NA的代數(shù)式表示)。

圖2能力提升6.(2020湖北孝感聯(lián)考)磷及其化合物與人們的健康和生產(chǎn)生活密切相關。請回答下列問題:(1)基態(tài)磷原子的價電子排布圖為,其第一電離能比硫的(填“大”或“小”)。

(2)羥基磷灰石〖Ca(PO4)3OH〗是牙齒中的重要礦物質,其中羥基(—OH)中氧原子的雜化方式為,PO43-的立體構型為(3)P4O6的分子結構中只含有單鍵,且每個原子的最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構,則該分子中含有的共價鍵數(shù)目是。

(4)磷酸和亞磷酸(H3PO3)是磷元素的兩種含氧酸。亞磷酸與NaOH反應只生成Na2HPO3和NaH2PO3兩種鹽,則H3PO3的結構式為,其為元酸,原因是。

(5)磷酸分子間脫水可生成多磷酸,其某一鈣鹽的結構如下圖所示:由圖推知該多磷酸鈣鹽的通式為。

(6)磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料,其晶胞如下圖所示,其密度為ρg·cm-3,設NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,則磷原子的配位數(shù)為,晶胞參數(shù)為pm。

7.(2020山東部分學校聯(lián)考)導彈有神奇的命中率,這主要與其材料息息相關,鎵(Ga)、鍺(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的單質及某些化合物(如砷化鎵、磷化鎵等)都是常用的半導體材料?；卮鹣铝袉栴}:(1)硒常用作光敏材料,基態(tài)硒原子的核外電子排布式為〖Ar〗。

(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑GaAs(填“大于”或“小于”,下同),第一電離能GaAs。

(3)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位數(shù)是。

(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半導體材料,晶體類型與晶體硅類似,熔點如下表所示,分析其變化原因:。

晶體GaNGaPGaAs熔點/℃170014801238(5)GaN晶胞的結構如圖1所示。已知六棱柱底邊邊長為acm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。①GaN晶胞中鎵原子采用最密堆積方式,每個鎵原子周圍距離最近的鎵原子數(shù)目為。

②從GaN晶體中“分割”出的平行六面體如圖2。若該平行六面體的體積為2a3cm3,則GaN晶體的密度為g·cm-3。(用含a、NA的代數(shù)式表示)

拓展深化8.(2020山東濟南二中線上檢測)鈦被譽為“21世紀的金屬”,可呈現(xiàn)多種化合價,其中以+4價的Ti最為穩(wěn)定?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)鈦原子的價層電子的電子排布圖為。

(2)已知電離能:I2(Ti)=1310kJ·mol-1,I2(K)=3051kJ·mol-1。I2(Ti)<I2(K),其原因為。

(3)某鈦配合物可用于催化環(huán)烯烴聚合,其結構如圖所示:①鈦的配位數(shù)為,碳原子的雜化軌道類型有。

②該配合物中存在的化學鍵有(填字母)。

a.離子鍵b.配位鍵c.金屬鍵d.共價鍵e.氫鍵(4)鈦與鹵素形成的化合物的熔、沸點如下表所示:化合物TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃-24.138.3155沸點/℃136.5233.5377分析TiCl4、TiBr4、iI4的熔點和沸點呈現(xiàn)一定變化規(guī)律的原因是。

(5)已知TiO2與濃硫酸反應生成硫酸氧鈦,硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子,結構如圖所示,該陽離子化學式為。陰離子的空間結構為。

(6)已知TiN晶體的晶胞結構如圖所示,若該晶胞的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞中鈦原子與氮原子的最近距離為pm。(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)

課時規(guī)范練36晶體結構與性質1.〖答案〗(1)原子共價鍵(2)①②③④(3)HF分子間能形成氫鍵(4)②④〖解析〗:(1)A組熔點很高,為原子晶體,是由原子通過共價鍵形成的。(2)B組為金屬晶體,具有①②③④四條共性。(3)HF存在分子間氫鍵,故其熔點反常。(4)D組屬于離子晶體,具有②④兩條性質。2.〖答案〗(1)1s22s22p4ds(2)··N(3)SO42-〖Cu(NH3)4(H2O)2〗2+H2O與Cu2+形成的配位鍵比NH3與Cu2+形成的配位鍵弱(4)Cu3N206〖解析〗:A、X、Y、Z、W五種元素的原子序數(shù)依次增大。A元素原子的核外電子總數(shù)與其周期序數(shù)相同,故A為H;X基態(tài)原子的L層中有3個未成對電子,故X為N;Y基態(tài)原子的2p軌道上有一個電子的自旋狀態(tài)與2p軌道上其他電子的自旋狀態(tài)相反,故Y為O;Z基態(tài)原子的3p軌道上得到兩個電子后不能再容納外來電子,故Z為S;W基態(tài)原子的最外層電子數(shù)為1,其余各電子層均充滿電子,故W為Cu。(1)電負性最大的元素為O,其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p4。Cu為29號元素,在元素周期表中位于ds區(qū)。(2)N2O分子中氧原子只與一個氮原子相連,N2O與CO2互為等電子體,故N2O的電子式為

··N······N····O····,中心原子氮原子的雜化軌道類型為sp,1分子N2O中的π鍵數(shù)目為2,故1molN2O中含有的π鍵數(shù)目為2NA。(3)五種元素形成的1∶1型離子化合物中,陰離子呈正四面體結構,則陰離子為SO42-,結合題圖可知該陽離子結構中含有1個Cu2+、4個NH3及2個H2O,故陽離子的化學式為〖Cu(NH3)4(H2O)2〗2+。加熱化合物時根據(jù)配位鍵強弱來確定首先失去的成分。(4)由題圖的晶胞結構可知氮原子的數(shù)目為8×18=1,銅原子的數(shù)目為12×14=3,所以其化學式為Cu3N。設晶胞邊長為3.〖答案〗(1)①126正八面體②氮化鈦晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)均高于氯化鈉晶體中陰、陽離子的電荷數(shù),氮化鈦晶體的晶格能高于氯化鈉晶體的晶格能(2)5a3ρNA×10-22〖解析〗:(1)①與Ti原子距離最近且相等的Ti原子有12個,與Ti原子距離最近且相等的N原子有6個(在Ti原子的上、下、左、右、前、后)。②氮化鈦晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)均高于氯化鈉晶體中陰、陽離子的電荷數(shù),氮化鈦晶體的晶格能高于氯化鈉晶體的晶格能,因此氮化鈦晶體的熔點高于NaCl晶體的熔點。(2)該晶胞中Co原子的個數(shù)為8×18+1=2,則該晶胞的質量為2MrNAg=ρg·cm-3×(a×10-7cm)3,Mr=5a34.〖答案〗(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或〖Ar〗3d104s24p3(2)N>P>AsNH3NO(3)①sp②6共價鍵、配位鍵N氮原子2p能級中的電子為半充滿,相對穩(wěn)定,更不易失去電子(4)正四面體4×145〖解析〗:(1)As的原子序數(shù)為33,由構造原理可知其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或〖Ar〗3d104s24p3。(2)As、P、N元素屬于同一主族元素,其原子序數(shù)逐漸減小,則其電負性逐漸增大,即電負性:N>P>As;它們的氫化物中,NH3分子間可形成氫鍵,沸點最高;原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒屬于等電子體,等電子體結構相似,與SO42-互為等電子體的該陰離子是NO43-。(3)①CN-中碳原子價層電子對數(shù)=1+12×(4+1-1×3)=2,所以采取sp雜化;②C、N、O屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次增大,同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,但氮原子2p能級上的電子為半充滿,相對穩(wěn)定,更不易失去電子,所以其第一電離能大小順序是N>O>C。(4)Ga與周圍等距離且最近的As形成立體構型為正四面體結構;由題圖可知一個GaAs晶胞含有4個Ga和4個As,若晶胞的邊長為apm,則晶胞體積為(a×10-10)3cm3,晶體的密度為ρg·cm-3,則晶胞質量為(a×10-10)3cm3×ρg·cm-3=ρa3×10-30g,則ρa3×10-30g×NAmol-1=4×145g·mol5.〖答案〗(1)1s22s22p63s23p3或〖Ne〗3s23p33(2)三角錐形sp3(3)NH3NH3與水分子之間易形成氫鍵(4)abd(5)InAs760a3〖解析〗:(1)P的原子序數(shù)為15,原子核外有15個電子,P的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3或〖Ne〗3s23p3;砷元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,未成對電子數(shù)為3。(2)中心原子磷原子形成了3個σ鍵,另外還有1對未成鍵孤電子對,其價層電子對的總數(shù)是4,故采用sp3雜化,分子的立體構型為三角錐形;AsO43-中心原子的價層電子對數(shù)為5+32=4,所以砷原子的雜化方式為sp3雜化。(3)因為NH3與水分子之間易形成氫鍵,故AsH3與NH3在水中溶解度較大的是NH3。(4)根據(jù)酞菁銦的結構簡式可知,該分子中存在的化學鍵為σ鍵、π鍵和配位鍵。(5)由砷化銦的晶胞結構,根據(jù)均攤法可得,每個晶胞含有8×18+6×12=4個銦原子,4個砷原子,砷化銦晶體的化學式為InAs;該晶胞的棱長為acm,則砷化銦晶體的密度為ρ=4×190NAa3g6.〖答案〗(1)大(2)sp3正四面體形O(或氧元素)(3)12(4)或二一個H3PO3分子中只有兩個羥基,含氧酸羥基上的氫易電離(5)(CaP2O6)n(6)43168ρ〖解析〗:(1)P是15號元素,原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p3,其價電子排布式為3s23p3,所以基態(tài)磷原子價電子排布圖為;由于其最外層的3p能級電子處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),所以失去一個電子比元素S的原子難,需要的能量高,故其第一電離能比硫的大。(2)—OH中氧原子的價層電子對數(shù)為6+22=4,所以氧原子采取sp3方式雜化;PO43-中磷原子價層電子對數(shù)=4+(3)磷原子最外層有5個電子,氧原子最外層有6個電子,要使分子中每個原子都達到8電子穩(wěn)定結構,其結構式應為,可見分子中含有的共價鍵為12個。(4)亞磷酸與NaOH溶液發(fā)生酸堿中和反應只生成Na2HPO3和NaH2PO3兩種鹽,羥基氫原子能電離產(chǎn)生H+,說明H3PO3分子中含有2個—OH,它屬于二元酸,由于磷原子最外層有5個電子,則H3PO3的結構式為或。(5)由圖推知該多磷酸鈣鹽最小的重復單元是CaP2O6,所以該多磷酸鈣鹽的通式為(CaP2O6)n。(6)根據(jù)晶體結構可知每個硼原子被四個距離相等且最近的磷原子包圍,每個磷原子被四個距離相等且最近的硼原子包圍,所以磷原子的配位數(shù)是4;在一個晶胞中含有的磷原子數(shù)目為8×18+6×12=4,在一個晶胞中含有的硼原子數(shù)目為4,即1個晶胞中含有4個BP,一個晶胞的質量是m=4×42g·mol-1NAmol-1=168NA7.〖答案〗(1)3d104s24p4(2)大于小于(3)4(4)原子半徑N<P<As,鍵長Ga—N<Ga—P<Ga—As,鍵能Ga—N>Ga—P>Ga—As,故CaN、GaP、GaAs的熔點逐漸降低(5)①12②84〖解析〗:(1)Se是34號元素,在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族,核外電子排布式為〖Ar〗3d104s24p4。(2)根據(jù)元素周期律,Ga與As位于同一周期,Ga原子序數(shù)小于As,故原子半徑Ga大于As,同周期從左到右第一電離能變化趨勢是增大,故第一電離能Ga小于As。(3)水晶中1個硅原子結合4個氧原子,同時每個氧原子結合2個硅原子,所以水晶是以〖SiO4〗四面體向空間延伸的立體網(wǎng)狀結構,水晶中硅原子的配位數(shù)為4。(4)原子半徑N<P<As,鍵長Ga—N<Ga—P<Ga—As,鍵能Ga—N>Ga—P>Ga—As,故GaN、GaP、GaAs的熔點逐漸降低。(5)①根據(jù)GaN的晶胞結構及鎵原子采取最密堆積方式可知,鎵原子周圍距離最近的鎵原子數(shù)目為12。②六方晶胞中原子的數(shù)目往往采用均攤法:位于晶胞頂點的原子為6個晶胞共用,對一個晶胞的貢獻為16;位于晶胞面心的原子為2個晶胞共用,對一個晶胞的貢獻為12;位于晶胞側棱的原子為3個晶胞共用,對一個晶胞的貢獻為13;位于晶胞體內的原子為1個晶胞共用,對一個晶胞的貢獻為1。GaN晶胞中鎵原子個數(shù)為12×16+2×12+3=6,氮原子個數(shù)為6×13+4=6,所以該晶胞化學式為Ga6N6,質量為6×84NAg,該六棱柱的底面為正六邊形,邊長為acm,底面的面積為6個邊長為acm的正三角形面積之和,根據(jù)正三角形面積的計算公式,該底面的面積為6×34a2cm2,根據(jù)“分割”出的平行六面體(圖2)及其體積可知,六棱柱的高為2×63acm,所以晶胞的體積為32a8.〖答案〗(1)(2)K+失去的是全充滿的3p6電子,所需能量較高,Ti+失去的是4s1電子,相對較易失去,故I2(Ti)<I2(K)(3)①6sp3、sp2②bd(4)三者均為分子晶體,組成與結構相似,隨著相對分子質量增大,分子間作用力增大,熔、沸點升高(5)TiO2+正四面體(6)331ρ〖解析〗:(1)基態(tài)鈦原子有4個價電子,根據(jù)構造原理,4s能級能量較低,電子先填滿4s能級,再填入3d能級;根據(jù)泡利原理和洪特規(guī)則,2個電子先填入4s能級的1個軌道,自旋相反,3d能級有5個軌道,剩余2個電子應先占據(jù)不同的軌道,且自旋平行,故〖答案〗為。(2)基態(tài)Ti+的電子排布為〖Ar〗3d24s1,再失去1個電子,4s軌道將變?yōu)槿諣顟B(tài),趨勢較大,所需能量I2(Ti)較低;基態(tài)K+的電子排布為〖Ne〗3s23p6,再失去1個電子,將破壞3p6的全充滿狀態(tài),所需能量I2(K)較高。(3)①由配合物的結構可知,Ti的配位數(shù)為6,甲基碳的雜化軌道類型為sp3,雙鍵碳的雜化軌道類型為sp2。②該配合物中存在配位鍵和共價鍵,故選bd。(4)TiCl4、TiBr4、TiI4的熔、沸點逐漸升高,原因是它們均為分子晶體,組成和結構相似,相對分子質量越大,分子間作用力越強,熔、沸點越高。(5)可用均攤法確定硫酸氧鈦晶體中陽離子的化學式,每個鈦原子連接2個氧原子,每個氧原子只有一半屬于它,所以鈦原子與氧原子的個數(shù)比=1∶(12×2)=1∶1,則陽離子的化學式為TiO2+;硫酸氧鈦的陰離子為SO42-,中心原子S的價層電子對數(shù)為4+(6)根據(jù)TiN的晶胞結構可知,一個TiN晶胞中,鈦原子數(shù)和氮原子數(shù)均為4,m(晶胞)=m(Ti)+m(N)=4NAmol-1×48g·mol-1+4NAmol-1×14g·mol-1=248NAg,V(晶胞)=m(晶胞)ρ(晶胞)晶體結構與性質基礎鞏固1.(2020重慶模擬)現(xiàn)有幾組物質的熔點(℃)數(shù)據(jù):A組B組C組D組金剛石:>3500℃Li:181℃HF:-83℃NaCl:801℃硅晶體:1410℃Na:98℃HCl:-115℃KCl:776℃硼晶體:2300℃K:64℃HBr:-89℃RbCl:718℃二氧化硅:1713℃Rb:39℃HI:-51℃CsCl:645℃據(jù)此回答下列問題:(1)A組屬于晶體,其熔化時克服的微粒間的作用力是。

(2)B組晶體共同的物理性質是(填序號)。

①有金屬光澤②導電性③導熱性④延展性(3)C組中HF熔點反常是由于。

(4)D組晶體可能具有的性質是(填序號)。

①硬度小②水溶液能導電③固體能導電④熔融狀態(tài)能導電2.(2020四川廣安調研)現(xiàn)有A、X、Y、Z、W五種元素,它們的原子序數(shù)依次增大。A元素原子的核外電子總數(shù)與其周期序數(shù)相同;X基態(tài)原子的L層中有3個未成對電子;Y基態(tài)原子的2p軌道上有一個電子的自旋狀態(tài)與2p軌道其他電子不同;Z基態(tài)原子的3p軌道上得到兩個電子后不能再容納外來電子;W基態(tài)原子的最外層電子數(shù)為1,其余內層均充滿電子。請回答下列問題:(1)這五種元素中,電負性最大的元素基態(tài)原子的電子排布式是,W位于元素周期表的(填“s”“p”“d”或“ds”)區(qū)。

(2)已知X2Y分子中Y原子只與一個X原子相連,請根據(jù)等電子原理寫出X2Y的電子式:,其中心原子的雜化軌道類型是,1molX2Y含有的π鍵數(shù)目為。

圖1(3)W可以形成配合物。A、X、Y、Z、W五種元素形成的一種1∶1型離子化合物中,陰離子呈正四面體結構,該陰離子的化學式為;其陽離子呈軸向狹長的八面體結構(如圖1所示),該陽離子的化學式為;該化合物加熱時首先失去的成分是,判斷理由是。

圖2(4)W、X形成的某種化合物的晶胞結構為如圖2所示的立方晶胞(其中X顯-3價),則其化學式為。設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,距離最近的兩個W粒子的核間距為acm,則該晶體的密度為g·cm-3。(用含有a和NA的代數(shù)式表示)

3.(1)人工氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似,如圖所示。①該晶體中與Ti原子距離最近且相等的Ti原子有個,與Ti原子距離最近且相等的N原子有個,這幾個N原子形成的空間形狀是。

②該晶體的熔點高于NaCl晶體的熔點,其原因是。

(2)鈷晶體的一種晶胞是一種體心立方堆積(如圖所示),若該晶胞的邊長為anm,密度為ρg·cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則鈷的相對原子質量可表示為。

4.鈷、鐵、鎵、砷的單質及其化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的應用?；卮鹣铝袉栴}:(1)寫出As的基態(tài)原子的電子排布式:。

(2)N、P、As為同一主族元素,其電負性由大到小的順序為,它們的氫化物沸點最高的是。將NaNO3和Na2O在一定條件下反應得到一種白色晶體,已知其中陰離子與SO42-(3)Fe3+、Co3+與N3-、CN①K3〖Fe(CN)6〗可用于檢驗Fe2+,配體CN-中碳原子雜化軌道類型為。

②〖Co(N3)(NH3)5〗SO4中Co的配位數(shù)為,其配離子中含有的化學鍵類型為(填“離子鍵”“共價鍵”或“配位鍵”),C、N、O的第一電離能最大的為,其原因是。

(4)砷化鎵晶胞結構如圖。晶胞中Ga與周圍等距且最近的As形成的立體構型為。已知砷化鎵晶胞邊長為apm,其密度為ρg·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為(列出計算式即可)。

5.磷化銦和砷化銦納米晶具備獨特的光學和電學特性,廣泛應用于生物醫(yī)學、通信、太陽能電池等領域?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)磷原子的電子排布式為;基態(tài)砷原子中未成對電子數(shù)為。

(2)PH3分子立體構型為;AsO33-(3)AsH3與NH3在水中溶解度較大的是,其原因是。

(4)酞菁銦是有機分子酞菁與金屬銦形成的復雜分子,結構簡式如圖1所示,該分子中存在的化學鍵為(填選項字母)。

圖1a.σ鍵 b.π鍵 c.離子鍵 d.配位鍵(5)砷化銦的晶胞結構如圖2所示,砷化銦晶體的化學式為;該晶胞的棱長為acm,則砷化銦晶體的密度為(用含a、NA的代數(shù)式表示)。

圖2能力提升6.(2020湖北孝感聯(lián)考)磷及其化合物與人們的健康和生產(chǎn)生活密切相關。請回答下列問題:(1)基態(tài)磷原子的價電子排布圖為,其第一電離能比硫的(填“大”或“小”)。

(2)羥基磷灰石〖Ca(PO4)3OH〗是牙齒中的重要礦物質,其中羥基(—OH)中氧原子的雜化方式為,PO43-的立體構型為(3)P4O6的分子結構中只含有單鍵,且每個原子的最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構,則該分子中含有的共價鍵數(shù)目是。

(4)磷酸和亞磷酸(H3PO3)是磷元素的兩種含氧酸。亞磷酸與NaOH反應只生成Na2HPO3和NaH2PO3兩種鹽,則H3PO3的結構式為,其為元酸,原因是。

(5)磷酸分子間脫水可生成多磷酸,其某一鈣鹽的結構如下圖所示:由圖推知該多磷酸鈣鹽的通式為。

(6)磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料,其晶胞如下圖所示,其密度為ρg·cm-3,設NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,則磷原子的配位數(shù)為,晶胞參數(shù)為pm。

7.(2020山東部分學校聯(lián)考)導彈有神奇的命中率,這主要與其材料息息相關,鎵(Ga)、鍺(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的單質及某些化合物(如砷化鎵、磷化鎵等)都是常用的半導體材料?；卮鹣铝袉栴}:(1)硒常用作光敏材料,基態(tài)硒原子的核外電子排布式為〖Ar〗。

(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑GaAs(填“大于”或“小于”,下同),第一電離能GaAs。

(3)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位數(shù)是。

(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半導體材料,晶體類型與晶體硅類似,熔點如下表所示,分析其變化原因:。

晶體GaNGaPGaAs熔點/℃170014801238(5)GaN晶胞的結構如圖1所示。已知六棱柱底邊邊長為acm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。①GaN晶胞中鎵原子采用最密堆積方式,每個鎵原子周圍距離最近的鎵原子數(shù)目為。

②從GaN晶體中“分割”出的平行六面體如圖2。若該平行六面體的體積為2a3cm3,則GaN晶體的密度為g·cm-3。(用含a、NA的代數(shù)式表示)

拓展深化8.(2020山東濟南二中線上檢測)鈦被譽為“21世紀的金屬”,可呈現(xiàn)多種化合價,其中以+4價的Ti最為穩(wěn)定?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)鈦原子的價層電子的電子排布圖為。

(2)已知電離能:I2(Ti)=1310kJ·mol-1,I2(K)=3051kJ·mol-1。I2(Ti)<I2(K),其原因為。

(3)某鈦配合物可用于催化環(huán)烯烴聚合,其結構如圖所示:①鈦的配位數(shù)為,碳原子的雜化軌道類型有。

②該配合物中存在的化學鍵有(填字母)。

a.離子鍵b.配位鍵c.金屬鍵d.共價鍵e.氫鍵(4)鈦與鹵素形成的化合物的熔、沸點如下表所示:化合物TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃-24.138.3155沸點/℃136.5233.5377分析TiCl4、TiBr4、iI4的熔點和沸點呈現(xiàn)一定變化規(guī)律的原因是。

(5)已知TiO2與濃硫酸反應生成硫酸氧鈦,硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子,結構如圖所示,該陽離子化學式為。陰離子的空間結構為。

(6)已知TiN晶體的晶胞結構如圖所示,若該晶胞的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞中鈦原子與氮原子的最近距離為pm。(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)

課時規(guī)范練36晶體結構與性質1.〖答案〗(1)原子共價鍵(2)①②③④(3)HF分子間能形成氫鍵(4)②④〖解析〗:(1)A組熔點很高,為原子晶體,是由原子通過共價鍵形成的。(2)B組為金屬晶體,具有①②③④四條共性。(3)HF存在分子間氫鍵,故其熔點反常。(4)D組屬于離子晶體,具有②④兩條性質。2.〖答案〗(1)1s22s22p4ds(2)··N(3)SO42-〖Cu(NH3)4(H2O)2〗2+H2O與Cu2+形成的配位鍵比NH3與Cu2+形成的配位鍵弱(4)Cu3N206〖解析〗:A、X、Y、Z、W五種元素的原子序數(shù)依次增大。A元素原子的核外電子總數(shù)與其周期序數(shù)相同,故A為H;X基態(tài)原子的L層中有3個未成對電子,故X為N;Y基態(tài)原子的2p軌道上有一個電子的自旋狀態(tài)與2p軌道上其他電子的自旋狀態(tài)相反,故Y為O;Z基態(tài)原子的3p軌道上得到兩個電子后不能再容納外來電子,故Z為S;W基態(tài)原子的最外層電子數(shù)為1,其余各電子層均充滿電子,故W為Cu。(1)電負性最大的元素為O,其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p4。Cu為29號元素,在元素周期表中位于ds區(qū)。(2)N2O分子中氧原子只與一個氮原子相連,N2O與CO2互為等電子體,故N2O的電子式為

··N······N····O····,中心原子氮原子的雜化軌道類型為sp,1分子N2O中的π鍵數(shù)目為2,故1molN2O中含有的π鍵數(shù)目為2NA。(3)五種元素形成的1∶1型離子化合物中,陰離子呈正四面體結構,則陰離子為SO42-,結合題圖可知該陽離子結構中含有1個Cu2+、4個NH3及2個H2O,故陽離子的化學式為〖Cu(NH3)4(H2O)2〗2+。加熱化合物時根據(jù)配位鍵強弱來確定首先失去的成分。(4)由題圖的晶胞結構可知氮原子的數(shù)目為8×18=1,銅原子的數(shù)目為12×14=3,所以其化學式為Cu3N。設晶胞邊長為3.〖答案〗(1)①126正八面體②氮化鈦晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)均高于氯化鈉晶體中陰、陽離子的電荷數(shù),氮化鈦晶體的晶格能高于氯化鈉晶體的晶格能(2)5a3ρNA×10-22〖解析〗:(1)①與Ti原子距離最近且相等的Ti原子有12個,與Ti原子距離最近且相等的N原子有6個(在Ti原子的上、下、左、右、前、后)。②氮化鈦晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)均高于氯化鈉晶體中陰、陽離子的電荷數(shù),氮化鈦晶體的晶格能高于氯化鈉晶體的晶格能,因此氮化鈦晶體的熔點高于NaCl晶體的熔點。(2)該晶胞中Co原子的個數(shù)為8×18+1=2,則該晶胞的質量為2MrNAg=ρg·cm-3×(a×10-7cm)3,Mr=5a34.〖答案〗(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或〖Ar〗3d104s24p3(2)N>P>AsNH3NO(3)①sp②6共價鍵、配位鍵N氮原子2p能級中的電子為半充滿,相對穩(wěn)定,更不易失去電子(4)正四面體4×145〖解析〗:(1)As的原子序數(shù)為33,由構造原理可知其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或〖Ar〗3d104s24p3。(2)As、P、N元素屬于同一主族元素,其原子序數(shù)逐漸減小,則其電負性逐漸增大,即電負性:N>P>As;它們的氫化物中,NH3分子間可形成氫鍵,沸點最高;原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒屬于等電子體,等電子體結構相似,與SO42-互為等電子體的該陰離子是NO43-。(3)①CN-中碳原子價層電子對數(shù)=1+12×(4+1-1×3)=2,所以采取sp雜化;②C、N、O屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次增大,同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,但氮原子2p能級上的電子為半充滿,相對穩(wěn)定,更不易失去電子,所以其第一電離能大小順序是N>O>C。(4)Ga與周圍等距離且最近的As形成立體構型為正四面體結構;由題圖可知一個GaAs晶胞含有4個Ga和4個As,若晶胞的邊長為apm,則晶胞體積為(a×10-10)3cm3,晶體的密度為ρg·cm-3,則晶胞質量為(a×10-10)3cm3×ρg·cm-3=ρa3×10-30g,則ρa3×10-30g×NAmol-1=4×145g·mol5.〖答案〗(1)1s22s22p63s23p3或〖Ne〗3s23p33(2)三角錐形sp3(3)NH3NH3與水分子之間易形成氫鍵(4)abd(5)InAs760a3〖解析〗:(1)P的原子序數(shù)為15,原子核外有15個電子,P的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3或〖Ne〗3s23p3;砷元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,未成對電子數(shù)為3。(2)中心原子磷原子形成了3個σ鍵,另外還有1對未成鍵孤電子對,其價層電子對的總數(shù)是4,故采用sp3雜化,分子的立體構型為三角錐形;AsO43-中心原子的價層電子對數(shù)為5+32=4,所以砷原子的雜化方式為sp3雜化。(3)因為NH3與水分子之間易形成氫鍵,故AsH3與NH3在水中溶解度較大的是NH3。(4)根據(jù)酞菁銦的結構簡式可知,該分子中存在的化學鍵為σ鍵、π鍵和配位鍵。(5)由砷化銦的晶胞結構,根據(jù)均攤法可得,每個晶胞含有8×18+6×12=4個銦原子,4個砷原子,砷化銦晶體的化學式為InAs;該晶胞的棱長為acm,則砷化銦晶體的密度為ρ=4×190NAa3g6.〖答案〗(1)大(2)sp3正四面體形O(或氧元素)(3)12(4)或二一個H3PO3分子中只有兩個羥基,含氧酸羥基上的氫易電離(5)(CaP2O6)n(6)43168ρ〖解析〗:(1)P是15號元素,原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p3,其價電子排布式為3s23p3,所以基態(tài)磷原子價電子排布圖為;由于其最外層的3p能級電子處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),所以失去一個電子比元素S的原子難,需要的能量高,故其第一電離能比硫的大。(2)—OH中氧原子的價層電子對數(shù)為6+22=4,所以氧原子采取sp3方式雜化;PO43-中磷原子價層電子對數(shù)=4+(3)磷原子最外層有5個電子,氧原子最外層有6個電子,要使分子中每個原子都達到8電子穩(wěn)定結構,其結構式應為,可見分子中含有的共價鍵為12個。(4)亞磷酸與NaOH溶液發(fā)生酸堿中和反應只生成Na2HPO3和NaH2PO3兩種鹽,羥基氫原子能電離產(chǎn)生H+,說明H3PO3分子中含有2個—OH,它屬于二元酸,由于磷原子最外層有5個電子,則H3PO3的結構式為或。(5)由圖推知該多磷酸鈣鹽最小的重復單元是CaP2O6,所以該多磷酸鈣鹽的通式為(CaP2O6)n。(6)根據(jù)晶體結構可知每個硼原子被四個距離相等且最近的磷原子包圍,每個磷原子被四個距離相等且最近的硼原子包圍,所以磷原子的配位數(shù)是4;