Question

【題目】[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)性質(zhì)和特點(diǎn)，回答下列問(wèn)題：

(1)Ti基態(tài)原子核外電子排布式為__________，基態(tài)鋁原子核外電子云形狀有_______(填形狀名稱)

(2)丙烯腈(CH2=CH－CN)分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為_______，分子中碳原子軌道的雜化類型是________。

(3)寫出與NH4+互為等電子體的一種分子和一種離子的化學(xué)式________、_______。

(4)鈦存在兩種同素異構(gòu)體，α－Ti為六方最密堆積，β－Ti為體心立方堆積，鑒別兩種鈦晶體可以用_______法，由α－Ti轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>β－Ti晶體體積_________(填“膨脹”或“收縮”)。

(5)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_________形象化描述。

(6)Cu與O元素形成的某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中氧原子的配位數(shù)為_________，若阿伏加德羅常數(shù)為NA，晶胞的邊長(zhǎng)為apm，該晶體的密度為_________g·cm－3

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2 球形、啞鈴形 2：1 sp2、sp CH4或SiH4或GeH4（任選一種） BH4+或AlH4+（任選一種） X射線衍射 膨脹 電子云 4

【解析】

（1）Ti在元素周期表的位置是第四周期IVB族，根據(jù)電子排布規(guī)律寫出其電子排布式；基態(tài)鋁的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p1，其中核外電子云有s、p兩種，再根據(jù)s、p電子云的輪廓圖形狀分析作答；

（2）1個(gè)單鍵含1個(gè)σ鍵，1個(gè)雙鍵含1個(gè)π鍵和1個(gè)σ鍵，1個(gè)三鍵含2個(gè)π鍵和1個(gè)σ鍵。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)式推出CH2=CH－CN分子內(nèi)所含σ鍵和π鍵的數(shù)目，即可得出結(jié)論；再結(jié)合雜化軌道原理判斷其雜化類型；

（3）等電子體是指價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)相同的分子、離子或基團(tuán)，根據(jù)定義采用價(jià)電子遷移法得出結(jié)論；

（4）X射線衍射法可以獲得晶體中原子的分布情況，可鑒別六方最密堆積和體心立方堆積，根據(jù)體心立方是有間隙的分析作答；

（5）電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布的形象化描述；

（6）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，Cu原子與4個(gè)O原子相連，可計(jì)算出其配位數(shù)；利用均攤法計(jì)算晶胞中Cu、O原子數(shù)目，進(jìn)而確定晶胞的質(zhì)量，結(jié)合 = ，注意單位換算，1 pm = 10-10 cm計(jì)算其密度。

（1）Ti在元素周期表的位置是第四周期IVB族，故其核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；鋁原子核外電子云有s、p兩種，s為球形；p是啞鈴形，

故答案為：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；球形、啞鈴形；

（2）CH2=CH－CN分子結(jié)構(gòu)中含一個(gè)碳碳雙鍵和一個(gè)碳氮三鍵，故σ鍵的數(shù)目為6個(gè)，π鍵的數(shù)目為3個(gè)，則σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為2：1；根據(jù)雜化軌道理論可知，其中形成叁鍵的碳氮不含孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為2，故為sp雜化；形成碳碳雙鍵的碳原子不含孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為3，故為sp2雜化，

故答案為：2：1；sp2、sp；

（3）NH4+價(jià)電子數(shù)為10，原子數(shù)為5，則與NH4+互為等電子體的可以是一種分子，如CH4、SiH4、GeH4中任意一種；也可以是一種離子，如BH4+、AlH4+中的任意一種離子，

故答案為：CH4或SiH4或GeH4（任選一種）；BH4+或AlH4+（任選一種）；

（4）六方最密堆積和體心立方堆積模型原子的排列方式不同，可用X射線衍射法鑒別，其中體心立方堆積分子內(nèi)有間隔，空間利用率較低，所以由α－Ti轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>β－Ti晶體體積會(huì)膨脹，

故答案為：X射線衍射法；膨脹；

（5）該晶胞中心有一個(gè)氧原子，其他8個(gè)銅原子都在晶胞頂點(diǎn)上，氧原子都在晶胞內(nèi)，所以平均每個(gè)晶胞含有的銅原子為4×1=4，含有的氧原子為1×1+×8=2，因此其摩爾質(zhì)量為(644+162) g/mol= 288 g/mol，因此一個(gè)晶胞的質(zhì)量為 = g，則其密度為 = g·cm－3，

故答案為：。