Question

13．根據(jù)已學(xué)知識(shí)，請(qǐng)你回答下列問(wèn)題：

（1）寫出原子序數(shù)最小的第Ⅷ族元素原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：．
（2）寫出3p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子的元素的符號(hào)：Si或S．
（3）某元素被科學(xué)家稱之為人體微量元素中的“防癌之王”，其原子的外圍電子排布是4s²4p⁴，該元素的名稱是硒．
（4）根據(jù)VSEPR模型，H₃O⁺的分子立體結(jié)構(gòu)為：三角錐形，SO₂的立體結(jié)構(gòu)為：V形．
（5）金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖1所示．則體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個(gè)數(shù)之比為1：6；若兩種晶體中最鄰近的鐵原子間距離相同，則體心立方晶胞和面心立方晶胞的密度之比為3$\sqrt{6}$：8．
（6）膽礬中既含有配位鍵，又含有氫鍵，其結(jié)構(gòu)示意圖可簡(jiǎn)單表示如圖2，其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示．
①寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
②寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（用配位鍵表示）：．
（7）決定離子空間結(jié)構(gòu)的因素有幾何因素、電荷因素和離子鍵的純粹程度．

Answer 1

分析 （1）第Ⅷ族元素有鐵、鈷、鎳，原子序數(shù)最小的是鐵，原子核外有26個(gè)電子，根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖的書(shū)寫規(guī)則書(shū)寫；
（2）3p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子時(shí)有兩種情況，一種是另一個(gè)3p軌道上沒(méi)有電子，一種是另一個(gè)3p軌道上充滿電子，寫出相應(yīng)的元素符號(hào)；
（3）原子的外圍電子排布是4s²4p⁴，處于第四周期IVA族；
（4）計(jì)算中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)、孤電子對(duì)數(shù)，判斷分子空間構(gòu)型；
（5）利用均攤法計(jì)算晶胞中含有的原子個(gè)數(shù)；體心立方密堆積中體對(duì)角線長(zhǎng)度為Fe原子直徑的2倍，為晶胞棱長(zhǎng)的$\sqrt{3}$倍，面心立方密堆積中面對(duì)角線長(zhǎng)度為Fe原子直徑的2倍，為晶胞棱長(zhǎng)的$\sqrt{2}$倍，結(jié)合晶胞的密度等于晶胞中鐵原子的質(zhì)量與體積的比計(jì)算；
（6）①銅是29號(hào)元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫其基態(tài)原子核外電子排布式；
②CuSO₄•5H₂O中銅離子含有空軌道，水分子含有孤對(duì)電子對(duì)，銅離子與水分子之間形成配位鍵，銅離子配體數(shù)為4；
（7）決定離子空間結(jié)構(gòu)的因素有有三個(gè)方面：幾何因素、電荷因素、離子鍵的純粹程度．

解答 解：（1）第Ⅷ族元素有鐵、鈷、鎳，原子序數(shù)最小的是鐵，原子核外有26個(gè)電子，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）3p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子時(shí)有兩種情況，一種是另一個(gè)3p軌道上沒(méi)有電子，一種是另一個(gè)3p軌道上充滿電子，所以當(dāng)另一個(gè)3p軌道上沒(méi)有電子，該原子是Si；一種是另一個(gè)3p軌道上充滿電子，該原子是S，故答案為：Si或S；
（3）原子的外圍電子排布是4s²4p⁴，說(shuō)明該原子中各個(gè)軌道都充滿電子，該原子核外電子數(shù)是34，所以是硒元素，故答案為：硒；
（4）根據(jù)VSEPR模型得，H₃O⁺的價(jià)層電子對(duì)=3+$\frac{1}{2}$（6-1-3×1）=4，有1個(gè)孤電子對(duì)，所以是三角錐形；SO₂的價(jià)層電子對(duì)=2+$\frac{1}{2}$（6-2×2）=3，有1個(gè)孤電子對(duì)，所以是V形，
故答案為：三角錐形；V形；
（5）體心立方晶胞中鐵原子個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2；面心立方晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，所以體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個(gè)數(shù)之比1：2；
設(shè)體心立方中晶胞的棱長(zhǎng)為x，鐵原子的直徑為A，則3x²=（2A）²，解得x=$\frac{2\sqrt{3}A}{3}$；
鐵原子直徑=A，所以其晶胞體積=R³，面心立方中晶胞的對(duì)角線為2A，則其邊長(zhǎng)=$\sqrt{2}$A，其晶胞體積=2$\sqrt{2}$A³．體心立方的密度與面心立方的密度之比=$\frac{2m}{（\frac{2\sqrt{3}A}{3}）^{3}}$：$\frac{4m}{2\sqrt{2}{A}^{3}}$=3$\sqrt{6}$：8，
故答案為：1：2； 3$\sqrt{6}$：8；
（6）①銅是29號(hào)元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
②CuSO₄•5H₂O中銅離子含有空軌道，水分子含有孤對(duì)電子對(duì)，銅離子與水分子之間形成配位鍵，銅離子配體數(shù)為4．水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，故答案為：；
（7）決定離子空間結(jié)構(gòu)的因素有有三個(gè)方面：幾何因素、電荷因素、離子鍵的純粹程度，
故答案為：幾何因素；電荷因素．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、配合物的成鍵情況、空間構(gòu)型判斷、晶胞的計(jì)算等，掌握均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計(jì)算，難度中等．