- 晶体的常识
- 共3962题
现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大.请根据下列相关信息,回答问题.
(1)已知BA5为离子化合物,写出其电子式______.
(2)B基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有______个方向,原子轨道呈______形.
(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布为,该同学所画的电子排布图违背了______.
(4)G位于第______族______区,价电子排布式为______.
(5)DE3中心原子的杂化方式为______杂化,用价层电子对互斥理论推测其空间构型为______.
(6)F元素的晶胞如图所示,若设该晶胞的密度为ag/cm3,阿伏加德罗常数为NA,F原子的摩尔质量为M,则F原子的半径为______cm.
正确答案
解:A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大,
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素,则A为H元素;
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,则B为N元素;
C原子的第一至第四电离能分别是:I1=738kJ/mol、I2=1451kJ/mol、I3=7733kJ/mol、I4=10540kJ/mol,该元素第二电离能远远小于第三电离能,则C位于第IIA族,其原子序数大于B,则C为Mg元素;
D原子核外所有p轨道上电子全充满或半充满,原子序数大于Mg,则D为P元素;
E元素的主族序数与周期数的差为4,E为短周期元素,其原子序数大于D,则其主族族序数VIIA,则E是Cl元素;
F是前四周期中电负性最小的元素,其金属性最强,为K元素;
G在周期表的第七列且位于第四周期,则G为Mn元素,
(1)NH5为离子化合物,则该物质为NH4H,其电子式为,故答案为:
;
(2)N基态原子中能量最高的电子为2p电子,其电子云在空间有3个方向,原子轨道呈哑铃形,
故答案为:3;哑铃;
(3)某同学根据上述信息,推断Mg基态原子的核外电子排布为,该同学所画的电子排布图违背了泡利原理,故答案为:泡利原理;
(4)Mn位于第VIIB族最后填充的为d电子,为d区元素,价电子排布式为3d54s2,
故答案为:ⅦB;d;3d54s2;
(5)PCl3中心原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,所以P原子的杂化方式为sp3杂化,用价层电子对互斥理论推测其空间构型为正四面体结构,
故答案为:sp3;正四面体;
(6)K元素的晶胞如图所示,该晶胞中K原子个数=1+8×=2,晶胞的质量=
g=
g,若设该晶胞的密度为ag/cm3,则晶胞的体积=
=
cm3,则晶胞的棱长=
cm,令F原子的半径为r cm,晶胞体对角线上的3个F原子相邻,则:(4r)2=3(
)2,r=
,
故答案为:.
解析
解:A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大,
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素,则A为H元素;
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,则B为N元素;
C原子的第一至第四电离能分别是:I1=738kJ/mol、I2=1451kJ/mol、I3=7733kJ/mol、I4=10540kJ/mol,该元素第二电离能远远小于第三电离能,则C位于第IIA族,其原子序数大于B,则C为Mg元素;
D原子核外所有p轨道上电子全充满或半充满,原子序数大于Mg,则D为P元素;
E元素的主族序数与周期数的差为4,E为短周期元素,其原子序数大于D,则其主族族序数VIIA,则E是Cl元素;
F是前四周期中电负性最小的元素,其金属性最强,为K元素;
G在周期表的第七列且位于第四周期,则G为Mn元素,
(1)NH5为离子化合物,则该物质为NH4H,其电子式为,故答案为:
;
(2)N基态原子中能量最高的电子为2p电子,其电子云在空间有3个方向,原子轨道呈哑铃形,
故答案为:3;哑铃;
(3)某同学根据上述信息,推断Mg基态原子的核外电子排布为,该同学所画的电子排布图违背了泡利原理,故答案为:泡利原理;
(4)Mn位于第VIIB族最后填充的为d电子,为d区元素,价电子排布式为3d54s2,
故答案为:ⅦB;d;3d54s2;
(5)PCl3中心原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,所以P原子的杂化方式为sp3杂化,用价层电子对互斥理论推测其空间构型为正四面体结构,
故答案为:sp3;正四面体;
(6)K元素的晶胞如图所示,该晶胞中K原子个数=1+8×=2,晶胞的质量=
g=
g,若设该晶胞的密度为ag/cm3,则晶胞的体积=
=
cm3,则晶胞的棱长=
cm,令F原子的半径为r cm,晶胞体对角线上的3个F原子相邻,则:(4r)2=3(
)2,r=
,
故答案为:.
有A、B、C、D、E、M、X七种元素.其相关信息如下:
请下列问题:
(1)A元素的电负性与B的电负性相比,电负性较大的是______(填写元素符号).M的原子序数为______;X元素在周期表中的位置是______.
(2)A与C组成AC3分子的VSEPR模型为______,AB3-离子的空间构型为______.
(3)画出B元素原子的核外电子排布图______;E3+离子的核外电子排布式为______.;
(4)E、X晶体晶体的堆积模型依次为体心立方堆积、面心立方最紧密堆积,其配位数依次为______.
(5)C与D可形成离子化合物,其晶胞结构如右图所示.若该晶胞的边长为500.0pm.若该晶体的密度为______g/cm3(列式并计算).
正确答案
解:A的基态原子2p轨道中有三个未成对电子,则A原子的电子个数=2+2+3=7,所以A是N元素;
A、B元素的常见单质是构成空气的主要成分,则B是O元素;
C是电负性最大的元素,为F元素;
D是主族元素,基态原子有四个能层,且最外能层上只有两个电子,则D是Ca元素;
D、E、M、X四种元素处于同一周期,都是第四周期,M与E又位于同一族,M的原子序数比E多1,则M和E属于第VIII族,M的基态原子中含有三个未成对电子,则M是Co元素,E是Fe元素,X原子外围电子排布式为3d104s1,则X是Cu,
(1)通过以上分析知,A是N元素,B是O元素,同一周期,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,所以电负性O元素大于N元素;M的原子序数为27,X元素是Cu元素,其在周期表中的位置是第四周期第IB族,
故答案为:O;27;第四周期ⅠB;
(2)N与F组成NF3分子中N原子价层电子对个数是4,所以它的VSEPR模型为四面体,NO3-离子的中价层电子对个数是3且不含孤电子对,所以其空间构型为平面三角形,
故答案为:四面体;平面三角形;
(3)O元素原子核外有8个电子,根据构造原理知O元素原子的核外电子排布图,Fe3+离子核外有23个电子,根据构造原理知铁离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,
故答案为:;1s22s22p63s23p63d5;
(4)体心立方最密堆积中原子的配位数是8,面心立方最密堆积中配位数=3×=12,所以E、X晶体晶体的堆积模型依次为体心立方堆积、面心立方最紧密堆积,其配位数依次为8、12,
故答案为:8、12;
(5)F与Ca可形成离子化合物,若该晶胞的边长为500.0pm,该晶胞的体积=(500.0×10-10 cm)3,该晶胞中钙离子个数=8×=4,氟离子个数=8,所以其化学式为CaF2,
ρ==
=
=4.15g/cm3,
故答案为:4.15.
解析
解:A的基态原子2p轨道中有三个未成对电子,则A原子的电子个数=2+2+3=7,所以A是N元素;
A、B元素的常见单质是构成空气的主要成分,则B是O元素;
C是电负性最大的元素,为F元素;
D是主族元素,基态原子有四个能层,且最外能层上只有两个电子,则D是Ca元素;
D、E、M、X四种元素处于同一周期,都是第四周期,M与E又位于同一族,M的原子序数比E多1,则M和E属于第VIII族,M的基态原子中含有三个未成对电子,则M是Co元素,E是Fe元素,X原子外围电子排布式为3d104s1,则X是Cu,
(1)通过以上分析知,A是N元素,B是O元素,同一周期,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,所以电负性O元素大于N元素;M的原子序数为27,X元素是Cu元素,其在周期表中的位置是第四周期第IB族,
故答案为:O;27;第四周期ⅠB;
(2)N与F组成NF3分子中N原子价层电子对个数是4,所以它的VSEPR模型为四面体,NO3-离子的中价层电子对个数是3且不含孤电子对,所以其空间构型为平面三角形,
故答案为:四面体;平面三角形;
(3)O元素原子核外有8个电子,根据构造原理知O元素原子的核外电子排布图,Fe3+离子核外有23个电子,根据构造原理知铁离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,
故答案为:;1s22s22p63s23p63d5;
(4)体心立方最密堆积中原子的配位数是8,面心立方最密堆积中配位数=3×=12,所以E、X晶体晶体的堆积模型依次为体心立方堆积、面心立方最紧密堆积,其配位数依次为8、12,
故答案为:8、12;
(5)F与Ca可形成离子化合物,若该晶胞的边长为500.0pm,该晶胞的体积=(500.0×10-10 cm)3,该晶胞中钙离子个数=8×=4,氟离子个数=8,所以其化学式为CaF2,
ρ==
=
=4.15g/cm3,
故答案为:4.15.
有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-有6个,距Cl-最近的Na+有6个,这6个离子构成一个正八面体,故A正确;
B.气态团簇分子不同于晶胞,气态团簇分子中含有4个E原子,4个F原子,则分子式为E4F4或F4E4,故B正确;
C.在CO2晶体(图丙)中,一个CO2分子周围等距离的CO2个数=3×8÷2=12,故C正确;
D.碘为分子晶体,晶胞中占据顶点和面心,碘分子的排列有2种不同的取向,在顶点和面心不同,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构,故D错误;
故选D.
如图为某晶胞结构,其中Xn+中K、L、M三个电子层均填满电子,下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、利用均摊法,晶胞中Xn+在棱上微粒个数为:×12=3,N3-在顶角上其个数为:
×8=1,所以Xn+和N3-的个数比为3:1,所以化学式为X3N,再根据物质为电中性,价态之和为0可得3n+(-3)=0,解得n=1,Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,说明X元素的原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,所以X为铜元素,所以该晶体化学式是Cu3N,故A正确;
B、由A解析知n=1,故B错误;
C、由A解析知X为铜元素,位于第四周期第ⅠB族,故C错误;
D、N3-在晶体的顶角上,所以被6个Xn+在上下前后左右包围,所以N3-的配位数为6,故D错误.
故选:A.
最近,科学家成功地制成了一种新型的碳氧化合物,该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构.下列对该晶体的叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A.晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合,每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合,所以碳氧原子个数比=1:2,则其化学式为:CO2,故A错误;
B.该化合物晶体属于原子晶体,所以其熔沸点高,硬度大,故B正确;
C.该晶体中,每个碳原子含有4个C-O共价键,所以C原子与C-0化学键数目之比为1:4,故C正确;
C.该晶体的空间最小环由6个碳原子和6个氧原子构成,故D正确;
故选A.
如图所示晶体结构是一种具有优良的电压、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞).晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去)( )
正确答案
解析
解:由结构可知,Ba位于体心为1个,Ti位于顶点,为8×=1个,O位于棱心,为12×
=3个,其化学式为BaTiO3,晶体内“Ti”紧邻的氧原子在棱上,则晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为
=6个,化学式为BaTiO3,故选C.
铁有δ、γ、α三种晶体结构,以下依次是δ、γ、α三种晶体不同温度下转化的图示,下列有关说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.δ-Fe晶体晶胞类型为体心立方,与位于体心的Fe原子,距离最近的Fe原子位于顶点,共有8个,则配位数为8,故A正确;
B.γ-Fe晶体晶胞类型为面心立方,位于顶点的Fe原子,被晶胞的三个平面共有,每个平面与其距离相等的Fe原子数目为4,则共有3×4=12,故配位数为12,故B正确;
C.将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却,温度不同,得到的晶体类型不相同,均是Fe晶体,化学性质相同,故C正确;
D.若α-Fe晶胞边长为acm,γ-Fe晶胞边长为bcm,则两种晶体中铁原子个数之比=(8×):(8×
+6×
)=1:4,密度比=
:
=b3:4a3,故D错误.
故选:D.
现有四种晶体,其离子排列方式如图所示,其中对应化学式正确的是( )
正确答案
解析
解:A.A离子个数是1,B离子个数=,所以其化学式为AB,故A错误;
B.E离子个数=,F离子个数=
,E、F离子个数比为
=1:1,所以其化学式为EF,故B错误;
C.X离子个数是1,Y离子个数=,Z离子个数=
,所以其化学式为XY3Z,故C正确;
D.A离子个数=,B离子个数=12×
=4,AB离子个数比为4:4=1:1,所以其化学式为AB,故D错误;
故选C.
【物质结构与性质】
(1)已知某短周期元素的电负性是同族元素中最大的,其第一电离能高于其在周期表中直接相邻的元素,其原子最外电子层电子分布在两种形状的原子轨道中.请画出该元素最外电子层的电子排布图:
(2)已知能够自由移动的(CH3)3NH+和AlCl4 -可形成离子液体,由这两种离子形成的晶体的熔点低于100℃,则由这两种离子形成的晶体属于______晶体.
(3)X+中所有电子正好全部充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体结构,如右图所示.请回答:
①用元素符号表示X+:______
②图中O表示的是:______
③N3- 的配位数是______.
正确答案
解:(1)某短周期元素的电负性是同族元素中最大的,说明该元素在其同主族中原子序数最小,其第一电离能高于其在周期表中直接相邻的元素,为Be或N元素,其原子最外电子层电子分布在两种形状的原子轨道中,则该元素是N元素,N元素最外层有5个电子,且2p轨道上的3个电子处于不同轨道且自旋方向相同,所以其最外电子层的电子排布图为,故答案为:
;
(2)该晶体的构成微粒是阴阳离子,所以属于离子晶体,故答案为:离子;
(3)①X+中所有电子正好全部充满K、L、M三个电子层,则X原子中含有电子数=2+8+18+1=29,所以X+为Cu+,故答案为:Cu+;
②根据化合物中化合价的代数和为0知,该化合物的化学式为Cu3N,所以在晶胞中N3-的个数是1,根据图片知,处于顶点上的离子个数是1,所以图中O表示N3-,故答案为:N3-;
③沿X、Y、Z三轴切割的方法知,N3- 的配位数=2×3=6,故答案为:6.
解析
解:(1)某短周期元素的电负性是同族元素中最大的,说明该元素在其同主族中原子序数最小,其第一电离能高于其在周期表中直接相邻的元素,为Be或N元素,其原子最外电子层电子分布在两种形状的原子轨道中,则该元素是N元素,N元素最外层有5个电子,且2p轨道上的3个电子处于不同轨道且自旋方向相同,所以其最外电子层的电子排布图为,故答案为:
;
(2)该晶体的构成微粒是阴阳离子,所以属于离子晶体,故答案为:离子;
(3)①X+中所有电子正好全部充满K、L、M三个电子层,则X原子中含有电子数=2+8+18+1=29,所以X+为Cu+,故答案为:Cu+;
②根据化合物中化合价的代数和为0知,该化合物的化学式为Cu3N,所以在晶胞中N3-的个数是1,根据图片知,处于顶点上的离子个数是1,所以图中O表示N3-,故答案为:N3-;
③沿X、Y、Z三轴切割的方法知,N3- 的配位数=2×3=6,故答案为:6.
【化学一物质结构与性质】
A-E是周期表中1一36号的元素,它们的原子序数依次递增且分别位于前四周期的各个 周期中.对它们的性质及结构的描述如下.
A原子的基态只有一种形状的电子云,并容易形成共价键;B原子的最外电子层的电子排 布可表示为nsnnpn,其元素最高正化合价与最低负化合价的代数和为0;C与B同周期,其 第一电离能髙于周期表中与之相邻的所有元素;D元素在周期表中位于C元素的下一周 期,其电负性在同周期元素中最大;E原子最外电子层只有未成对电子,其内层所有轨道全 部充满,但并不是第IA族元素.
(1)请写出E原子基态的电子排布式______.
(2)A与C形成的最简单化合物(甲)分子的立体结构是______,其中C原子的杂化方式是______.
(3)A与D元素形成的化合物(乙)与甲相比,沸点较低的是(写化学式)______原因是______.
(4)B元素可形成B70单质,它在一定条件下吸收可见光后可高效 杀灭癌细胞,有望成为癌症治疗药物的候选材料.它与金属钾掺杂在一起的化合物,其晶胞如图所示(白球位于立方体的体心和顶 点,小黑球位于立方体的面上),则该化合物中B70与钾原子个数比为______.
正确答案
[Ar]3d104s1
三角锥型
sp3
HCl
氨气分子之间存在氢键,氯化氢分子间不存在氢键
1:3
解析
解:A原子的基态只有一种形状的电子云,并容易形成共价键,则A是H元素;
B原子的最外电子层的电子排布可表示为nsnnpn,则n=2,其元素最高正化合价与最低负化合价的代数和为0,所以B是C元素;
C与B同周期,其第一电离能髙于周期表中与之相邻的所有元素,且C的原子序数大于B,则C是N元素;
D元素在周期表中位于C元素的下一周期,其电负性在同周期元素中最大,所以D是Cl元素;
E原子最外电子层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是第IA族元素,则E是Cu元素.
(1)E是29号元素,其原子核外有29个电子,根据构造原理知,其原子基态的电子排布式为[Ar]3d104s1,
故答案为:[Ar]3d104s1;
(2)A与C形成的最简单化合物是NH3,氨气分子中N原子含有的价层电子对=3+1=4,且含有一个孤电子对,所以其空间构型是三角锥型,采取sp3杂化,故答案为:三角锥型,sp3;
(3)A与D元素形成的化合物是HCl,与甲相比,沸点较低的是HCl,氨气分子间存在氢键,氯化氢分子间不存在氢键,氢键的存在导致其沸点增大,故答案为:HCl,氨气分子之间存在氢键,氯化氢分子间不存在氢键;
(4)该晶胞中K原子个数=2×=6,B原子个数=1+
=2,所以该化合物中B70与钾原子个数比=2:6=1:3,故答案为:1:3.
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