- 晶胞
- 共1643题
ZnS晶体结构有两种型式,即立方ZnS和六方ZnS,如图所示,这两种型式的ZnS,化学键的性质相同,都是离子键向共价键过渡,具有一定的方向性.下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、由晶胞结构可知,每个Zn原子周围有4个S原子,每个S原子周围有4个Zn原子,立方ZnS中Zn原子面心立方堆积,S原子为体心立方堆积,六方ZnS中原子为六方最密堆积,故A正确;
B、由晶胞结构可知,立方ZnS中S原子作体心立方最密堆积,在六方ZnS晶体中,S原子作六方最密堆积,故B正确;
C、由立方ZnS晶胞可知,Zn原子填充在一半的四面体空隙中,Zn原子面心立方堆积,形成立方面心点阵,故C错误;
D、立方ZnS和六方ZnS属于晶体结构不同,不是分子结构不同,二者不是同分异构体,故D正确;
故选C.
磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料.如图为其晶体结构中最小的重复结构单元,其中的每个原子均满足8电子稳定结构.下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.晶胞中:P位于顶点和面心,数目为8×+6×
=4,B位于晶胞内,数目为4,则磷化硼晶体的化学式为BP,由于磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,属于原子晶体,故A错误;
B.磷化硼晶体是原子晶体,熔点高,但熔融状态下没有自由的离子所以不能导电,故B错误;
C.该晶胞配位数为4,即每个原子均形成4条共价键,故C正确;
D.磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠不相同.磷化硼晶体堆积方式与CuS晶胞类型相同,故D错误;
故选C.
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献之一,在制取合成氨原料气的过程中,常混有一些杂质,如CO会使催化剂中毒,除去CO的化学反应方程式(HAc表示醋酸):Cu(NH3)2Ac+CO+NH3═Cu(NH3)3(CO)Ac
请回答下列问题:
(1)C,N,O的第一电离能由大到小的顺序为______.
(2)写出基态Cu+的核外电子排布式______,Cu元素位于元素周期表的______区,配合物Cu(NH3)3(CO)Ac中心原子的配位数为______.
(3)写出与CO互为等电子体的离子______(任写一个).
(4)在一定条件下NH3与CO2能合成化肥尿素[CO(NH2)2],尿素中C原子核N原子轨道的杂化类型分别为______、______;1mol尿素分子中,σ键的数目为______.
(5)向氯化铜溶液中通入足量的二氧化硫,生成白色沉淀M,N的结构如图所示,写出该反应的离子方程式______.
正确答案
解:(1)一般来说非金属性越强,第一电离能大,但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性.N的p轨道本来就是半充满的.O的p轨道失去一个电子才是半充满的.所以O比N容易失去电子,故答案为:N>O>C;
(2)铜原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1故铜元素位于ds区,一价铜离子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10,一价铜离子有三个氨基配体和一个羰基配体,共4个配体
故答案为:1s22s22p63s23p63d10;ds;4;
(3)等电子体为核外电子数相同的粒子,羰基为14个电子,如CN-也为14个电子,故答案为:CN-;
(4)中心原子为碳,价电子数为4,氧不为中心原子,不提供电子,每个亚氨基提供一个电子,电子对数为(4+1×2)÷2=3,故杂化轨道为sp2,氮原子形成了3个σ键,同时还有一对孤电子,电子对数为3+1=4,故杂化轨道为sp3.σ键的数目为3,每个亚氨基中σ键的数目2,一分子尿素中含σ键的数目为3+2×2=7,故每摩尔尿素中含有σ键的数目为7NA,故答案为:sp2;sp3;7NA;
(5)根据晶胞结构知,白色小球个数=8×+6×
=4,黑色小球个数=4,所以该化合物的化学式为:CuCl,二氧化硫有还原性,铜离子有氧化性,所以二氧化硫和氯化铜发生氧化还原反应生成氯化亚铜和硫酸,离子反应方程式为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+,
故答案为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+.
解析
解:(1)一般来说非金属性越强,第一电离能大,但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性.N的p轨道本来就是半充满的.O的p轨道失去一个电子才是半充满的.所以O比N容易失去电子,故答案为:N>O>C;
(2)铜原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1故铜元素位于ds区,一价铜离子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10,一价铜离子有三个氨基配体和一个羰基配体,共4个配体
故答案为:1s22s22p63s23p63d10;ds;4;
(3)等电子体为核外电子数相同的粒子,羰基为14个电子,如CN-也为14个电子,故答案为:CN-;
(4)中心原子为碳,价电子数为4,氧不为中心原子,不提供电子,每个亚氨基提供一个电子,电子对数为(4+1×2)÷2=3,故杂化轨道为sp2,氮原子形成了3个σ键,同时还有一对孤电子,电子对数为3+1=4,故杂化轨道为sp3.σ键的数目为3,每个亚氨基中σ键的数目2,一分子尿素中含σ键的数目为3+2×2=7,故每摩尔尿素中含有σ键的数目为7NA,故答案为:sp2;sp3;7NA;
(5)根据晶胞结构知,白色小球个数=8×+6×
=4,黑色小球个数=4,所以该化合物的化学式为:CuCl,二氧化硫有还原性,铜离子有氧化性,所以二氧化硫和氯化铜发生氧化还原反应生成氯化亚铜和硫酸,离子反应方程式为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+,
故答案为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+.
元素X的基态原子中的电子共有7个能级,且最外层电子数为1,X原子的内层轨道全部排满电子.在气体分析中,常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量,其化学反应如下:2XCl+2CO+2H2O═X2Cl2•2CO•2H2O
(1)X基态原子的电子排布式为______.
(2)C、H、O三种原子的电负性由大到小的顺序为______.
(3)X2Cl2•2CO•2H2O是一种配合物,其结构如图1所示:
①与CO为互为等电子体的分子是______.
②该配合物中氯原子的杂化方式为______.
③在X2Cl2•2CO•2H2O中,每个X原子能与其他原子形成3个配位键,在图中用“→”标出相应的配位键______.
(4)XCl的晶胞如2图所示,距离每个X+最近的Cl-的个数为______.
正确答案
解:A(1)由于含有7个能级,根据能量最低原则,写出7个能级为1s2s2p3s3p3d4s;且最外层电子数为1,X原子的内层轨道全部排满电子,电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(2)电负性同周期从左到右,逐渐增大,同主族从上到下逐渐减小,C、H、O三种原子的电负性由大到小的顺序为:O>C>H,故答案为:O>C>H;
(3)①与CO原子数相同,且价电子数相同的物质为N2,故答案为:N2;
②根据图2中,氯原子形成了四条共价键,即有四条杂化轨道,杂化类型为sp3,故答案为:sp3;
③根据氯原子最外层电子数为7可知,氯原子可形成一对共用电子对,即氯原子形成的两条共价键中只有一条为配位键,而X可形成三条配位键,可据此标出配位键,
故答案为:;
(4)根据图2可知晶胞类型为ZnS,其晶胞中配位数为4,即距离每个X+最近的Cl-的个数为4,故答案为:4.
解析
解:A(1)由于含有7个能级,根据能量最低原则,写出7个能级为1s2s2p3s3p3d4s;且最外层电子数为1,X原子的内层轨道全部排满电子,电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(2)电负性同周期从左到右,逐渐增大,同主族从上到下逐渐减小,C、H、O三种原子的电负性由大到小的顺序为:O>C>H,故答案为:O>C>H;
(3)①与CO原子数相同,且价电子数相同的物质为N2,故答案为:N2;
②根据图2中,氯原子形成了四条共价键,即有四条杂化轨道,杂化类型为sp3,故答案为:sp3;
③根据氯原子最外层电子数为7可知,氯原子可形成一对共用电子对,即氯原子形成的两条共价键中只有一条为配位键,而X可形成三条配位键,可据此标出配位键,
故答案为:;
(4)根据图2可知晶胞类型为ZnS,其晶胞中配位数为4,即距离每个X+最近的Cl-的个数为4,故答案为:4.
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料.以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如图甲所示:
请回答下列问题:
(1)B和N相比,电负性较大的是______;
(2)BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF3中B原子的杂化轨道类型为______,BF4-的立体构型为______;
(3)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层间作用力为______;
(4)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是______、______;
(5)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构(图乙)与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼的密度是______g•cm-3(1pm=10-10cm,M(BN)=25g.mol-1,阿伏伽德罗常数为NA,只要求列算式,不必计算出数值).
正确答案
N
sp2
正四面体
分子间作用力
B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O
B2O3+2NH32BN+3H2O
解析
解:(1)B与N 均位于第二周期,电负性从左向右依次递减,所以N的电负性大于B,故答案为:N;
(2)依据价层电子对互斥理论,计算出BF3的孤对电子对数=×(a-xb)=
×(4-4×1)=0,并且价层电子对数为3,杂化方式为sp2;BF4-中心原子的孤对电子对数=
×(a-xb)=
×(4-4×1)=0,其价层电子对数为4,所以其结构为正四面体.故答案为:sp2;正四面体;
(3)根据石墨结构可知六方氮化硼晶体中,层与层之间靠分子间作用力结合.故答案为:分子间作用力;
(4)由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3,同时还应该产生硫酸钙和水,方程式为B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;B2O3与氨气在高温下反应即生成BN,方程式为B2O3+2NH3
2BN+3H2O;故答案为:B2O3+3CaF2+3H2SO4
2BF3↑+3CaSO4+3H2O;B2O3+2NH3
2BN+3H2O;
(5)根据金刚石的结构可以判断出金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×+6×
+4=8,因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子.一个晶胞中的质量为
,一个立方氮化硼晶胞的体积是(361.5pm)3,因此立方氮化硼的密度是
g•pm-3,故答案为:
.
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