Question

【題目】[化學(xué)-選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

(1)丙酮()分子中2號(hào)碳原子的雜化方式為__________；

(2)寫出鎳原子的電子排布式_____________；

(3)H2O分子的鍵角比NH3分子的鍵角小，原因是_____________________________________ ；

(4)N、P、As屬于同族元素，它們的簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)由大到小的順序?yàn)?/span>_________________(用化學(xué)式表示)，其原因是 ____________________________________；

(5)由銅與氯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將晶胞內(nèi)的4個(gè)黑點(diǎn)相互連接所形成的立體構(gòu)型是______________；

②晶體中與一個(gè)氯原子距離最近的氯原子有___________個(gè)；

③已知該晶體的密度為ρg.cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體中銅原子和氯原子之間的最短距離為____________pm(列出計(jì)算式即可)；

Answer 1

【答案】sp2雜化 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。 NH3中存在1對(duì)孤電子對(duì)，H2O中存在2對(duì)孤電子對(duì)，孤對(duì)子對(duì)數(shù)越多，和其他電子發(fā)生排斥作用越大，鍵角越小。 NH3>AsH3> PH3 NH3分子間有氫鍵，沸點(diǎn)最高，AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量比PH3大 正四面體型 12 (31/2/4) ×[4×99.5/ (NA×ρ）]1/3×1010

【解析】

（1）丙酮()分子中2號(hào)碳原子的雜化方式為sp2雜化。

（2）鎳元素原子核外有28個(gè)電子，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。

（3）NH3、H2O分子中心原子都是sp3雜化， NH3中存在1對(duì)孤電子對(duì)，H2O中存在2對(duì)孤電子對(duì)，孤對(duì)子對(duì)數(shù)越多，和其他電子發(fā)生排斥作用越大，鍵角越小。

（4）對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，比較熔沸點(diǎn)大小時(shí)，先看有沒有氫鍵， 沒有氫鍵，再看相對(duì)分子質(zhì)量，一般都是相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高。

（5）①由該晶胞可以看出，與金剛石晶胞相似，所以晶胞內(nèi)的四個(gè)黑點(diǎn)相互連接，可以組

成一個(gè)正四面體形。

②晶胞是孤立體系，周圍有無數(shù)晶胞重疊，從底心的Cl看出，周圍最近的原子有8個(gè)，下面一個(gè)晶胞有4個(gè)，因此在它周圍最近的Cl有12個(gè)。

③設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為acm，則一個(gè)晶胞的體積為a3cm3，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)Cu，含有4個(gè)Cl，則1個(gè)晶胞的質(zhì)量為m=(4×64+4×35.5)/NA g=(4×99.5/NA)g，因?yàn)槊芏葹棣裧.cm-3，所以晶胞邊長(zhǎng)a=[4×99.5/ (NA×ρ)]1/3cm；CuCl的晶胞與金剛石晶胞相似，所以該晶體中銅原子和氯原子之間的最短距離為體對(duì)角線的四分之一，即(31/2/4) ×[4×99.5/( NA×ρ）]1/3cm=(31/2/4) ×[4×99.5/( NA×ρ）]1/3×1010pm。

（1）丙酮中羰基碳原子與兩個(gè)甲基碳原子和一個(gè)氧原子相連，丙酮()分子中2號(hào)碳原子的雜化方式為sp2雜化，故答案為：sp2雜化。

（2）鎳元素原子核外有28個(gè)電子，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，故答案為：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。

（3）NH3、H2O分子中心原子都是sp3雜化， NH3中存在1對(duì)孤電子對(duì)，H2O中存在2對(duì)孤電子對(duì)，孤對(duì)子對(duì)數(shù)越多，和其他電子發(fā)生排斥作用越大，鍵角越小，故答案為：NH3中存在1對(duì)孤電子對(duì)，H2O中存在2對(duì)孤電子對(duì)，孤對(duì)子對(duì)數(shù)越多，和其他電子發(fā)生排斥作用越大，鍵角越小。

（4）NH3分子間有氫鍵，氫鍵比分子間作用力大，所以沸點(diǎn)最高；對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高，As的相對(duì)原子質(zhì)量大于P，所以沸點(diǎn)：NH3>AsH3> PH3，故答案為：NH3>AsH3> PH3；NH3分子間有氫鍵，沸點(diǎn)最高，AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量比PH3大。

（5）①由該晶胞可以看出，與金剛石晶胞相似，所以晶胞內(nèi)的四個(gè)黑點(diǎn)相互連接，可以組

成一個(gè)正四面體形，故答案為:正四面體型。

②晶胞不應(yīng)作為孤立體系而存在，周圍有無數(shù)晶胞重疊，從底心的Cl看出，周圍最近的Cl原子有8個(gè)（4個(gè)頂點(diǎn)和鄰近的4個(gè)面心），下面一個(gè)晶胞有4個(gè)（鄰近的4個(gè)面心），因此在它周圍最近的Cl有12個(gè)，故答案為：12。

③設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為acm，則一個(gè)晶胞的體積為a3cm3，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)Cu，含有4個(gè)Cl，則1個(gè)晶胞的質(zhì)量為m=(4×64+4×35.5/NA)g=(4×99.5/NA)g，因?yàn)槊芏葹棣裧.cm-3，所以晶胞邊長(zhǎng)a=[4×99.5/ (NA×ρ)]1/3cm；CuCl的晶胞與金剛石晶胞相似，所以該晶體中銅原子和氯原子之間的最短距離為體對(duì)角線的四分之一，即：(31/2/4) ×（4×99.5/ NA×ρ）1/3cm=(31/2/4) ×[4×99.5/ (NA×ρ）]1/3×1010pm。故答案為：(31/2/4) ×[4×99.5/ (NA×ρ）]1/3×1010pm。