- 杂化轨道理论（中心原子杂化方式）
- 共556题
Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据列于下表
回答下列问题：
（1）Mn元素价电子的电子排布式为___________________，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。对此，你的解释是：___________________________
（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是____________________________
②六氯和亚铁离子〔Fe(CN)64-〕中的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是_____________，写出一种与
CN-互为等电子体的单质分子的路易斯结构式___________________。
（3）三氯化铁常温下为固体，熔点：282℃，沸点315℃，在300℃以上升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为：_______________
（4）金属铁的晶体在不同的温度下有两种堆积方式，晶体分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为：____________
正确答案
（1）3d54s2；由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多，而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少
（2）①具有孤对电子；②sp；
（3）分子晶体
（4）2:1
(I)多项选择题CH3+、CH3-、CH3-都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是_______。
A．它们均由甲烷去掉一个氢原子所得
B．它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化
C．CH3-与NH3、H3O+互为等电子体，几体构型均为三角锥形
D．CH3+中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面
E．两个CH3-或一个CH3+和CH3-结合均可得到CH3CH3
(Ⅱ)锌是一种重要的金属，锌及其化合物有着广泛的应用。
(1)指出锌在周期表中的位置：第_______周期______族，_______区。
(2)葡萄糖酸锌[CH2OH(CHOH)4COO]2Zn是目前市场上流行的补锌剂。写出Zn2+基态电子排布式_____________ ；葡萄糖分子中碳原子杂化方式有_____________________。
(3)Zn2+能与NH3形成配离子[Zn(NH3)4]2+。配位体NH3分子属于________（填“极性分子”或“非极性分 子”）；在[ Zn(NH3)4]2+中，Zn2+位于正四面体的中心，N位于正四面体的顶点，试在图1中表示[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与N之间的化学键。
(4)图4表示锌与非金属元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通过共价键结合，该化合物的化学式为____；该化合物的晶体熔点比干冰高得多，原因是___________________________。
正确答案
(I)CDE
(Ⅱ)(1)四；ⅡB； ds
(2)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；sp2、sp3
(3)极性分子；
(4)ZnX；该化合物是原子晶体，而干冰是分子晶体
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1:1型氢化物分子中既有σ键又有π 键。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2 个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，M晶体的最小重复单位为正方体（如图），边长为4.03×10-10m，顶点位置为Z4+所占，体心位置为Ba2+所占，所有棱心位置为O2-所占。
(1)Y在周期表中位于________；Z4+的核外电子排布式为_______________
(2)X的该种氢化物分子构型为____________，X在该氢化物中以____方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该____（填“高于”或“低于”）X氢化物的熔点。
(3)①制备M的化学反应方程式是____________________；
②在M晶体中，若将Z4+置于立方体的体心，Ba2+置于立方体的顶点，则O2-处于立方体的____；
③在M晶体中，Z4+的氧配位数为________；
④已知O2-半径为1.40×10-10m，则Z4+半径为_________m。
正确答案
(1)第四周期第ⅡA族；1s22s22p63s23p6 (2)直线形；sp；高于
(3)①TiO2+BaCO3=BaTiO3+CO2↑；②面心；③6；④6.15×10-13
钛已作为常用金属铁、铝后的第三金属，我国钛矿储量丰富，对它的应用研究是目前科学研究的前沿之一。
(1)请写出铝原子的基态电子排布式：___________________。
(2)X+、Y-、Z-与Al3+具有相同的电子层结构，则下列说法正确的是___________。
A．元素第一电离能：X> Al
B．电负性：Z >Y
C．氢化物稳定性：H2Y>HZ
D．H2Y中Y的杂化类型是sp3，键角小于109°28'
(3)某钙钛型复合氧化物如图1所示，以A原子为晶胞顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Ti、Fe时，这种化合物具有磁电阻效应。该钙钛型复合氧化物的化学式为________________
(4)最近发现钛(Ti)原子和碳原子可构成气态团簇分子，分子模型如图2。该气态团簇分子的分子式为
________，它属于_____晶体，其主要物理性质有____________、___________ （写出2点即可）。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p1 (2)BD
(3)CaTiO3 (4)Ti14C13；分子；熔沸点低；硬度较小
立方氮化硼是一种自然界不存在的人工合成超硬材料，硬度仅次于金刚石，是超硬材料领域的最重要成就之一。请回答下列问题
(1)在第二周期，原子的第一电离能一般随核电荷数的增大而逐渐___________，比较下列原子的第一电离能：Be___B，N___O(填“>”“<”)，其原因是___________________。
(2)下图为立方氮化硼的晶胞，则氮化硼的化学式为_____________，该晶体中B原子填充N原子的_____________空隙。若该晶胞的边长为a cm，那么该晶体的密度为__________g/cm3（只要求列出算式）。
(3)立方氮化硼的晶体结构与金刚石的结构相似，但其熔点比金刚石的低，试分析其原因：________________________。
(4)立方氮化硼由六方氮化硼在高温高压下制备，六方氮化硼又称“白石墨”，结构和许多性质与石墨相似，六方氮化硼中N原子的杂化轨道类型为__________。请画出六方氮化硼的平面结构示意图（用“○”代表N原子，用“●”代表B原子，每 种原子不少于7个）___________________。
正确答案
(1)增大；>；>；Be原子中2s轨道处于全充满状态，N原子中2p轨道处于半充满状态，是比较稳定的状态，故它们的第一电离能高于两边相邻的原子
(2)BN；四面体；99.2/(a3NA)
(3)立方氮化硼晶体中氮硼键的键长比金刚石晶体中碳碳键的键长要长，故熔点比金刚石的低
(4)sp2；
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