Question

【題目】近年來，在西藏自治區(qū)的銅金多金屬成礦帶多次發(fā)現(xiàn)罕見的金屬互化物。金屬互化物是合金中的一種，可表示為如Cu-Ni-Zn 或CaCux等形式。

(1)某種金屬互化物具有自范性，原子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列，該金屬互化物屬于____________(填“晶體”或“非晶體”)。

(2)銅在元素周期表中的位置是____________，基態(tài)Cu原子核外有__________種能量不同的電子。

(3)Ni2+能與許多配體形成配合物，如[Ni(CN)4]2－、二丁二酮肟合鎳(Ⅱ)等。

①寫出一種與CN-互為等電子體的分子：_______________(用化學(xué)式表示)。

②二丁二酮肟合鎳(Ⅱ)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，Ni的配位數(shù)為____________，配位原子為____________，其中C原子的雜化方式為_____________。

(4)甲烷、氨氣和水分子中的C、N、O原子均采用sp3雜化，VSEPR模型均為正四面體構(gòu)型，比較三種分子的鍵角由大到小的順序?yàn)?/span>_________，其原因是__________。

(5)CaCux可看作由如圖2所示(a)(b)兩種原子層交替堆積排列而成，圖(c)表示CaCux晶胞結(jié)構(gòu)圖。合金CaCux中x=____________。已知同一層中Ca、Ca原子間的距離均為294pm，根據(jù)圖示求同層的Ca、Ca原子間的距離為____________pm(取=1.73,結(jié)果保留整數(shù))。

Answer 1

【答案】晶體 第四周期IB族 7 CO(或N2) 2 N sp2、sp3 CH4>NH3>H2O CH4、NH3、H2O分子中分別含0、1、2對(duì)孤對(duì)電子，孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥力大于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的排斥力，孤電子對(duì)數(shù)越多，斥力越大，鍵角越小 5 509

【解析】

(1)晶體具有自范性，而非晶體無自范性，因晶體中的原子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列，故該金屬互化物屬于晶體。

(2)銅位于元素周期表第四周期IB族，銅原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，不同能級(jí)上電子能量不同，Cu共有7個(gè)能級(jí)，故基態(tài)Cu原子核外有7種能量不同的電子。

(3)①與CN-互為等電子體的分子有CO、N2。②由題圖可知，N原子與O原子之間形成了2個(gè)配位鍵，根據(jù)成鍵原理可知N原子與Ni原子之間形成2個(gè)配位鍵(如圖)，則Ni的配位數(shù)為2，因N原子有一對(duì)孤電子，則N原子為配位原子；其中-CH3中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，雜化方式為sp3，另一種碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+1=3，雜化方式為sp2，故碳原子的雜化方式為sp2、sp3。

(4)甲烷、氨氣和水分子中的C、N、O原子均采用sp3雜化，VSEPR模型均為正四面體構(gòu)型，其差異為中心原子形成的成鍵電子對(duì)數(shù)與孤電子對(duì)數(shù)。電子對(duì)之間的排斥力大小關(guān)系為孤電子對(duì)與孤電子對(duì)>孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)>成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)。CH4分子中均為成鍵電子對(duì)，NH3分子中含3對(duì)成鍵電子和1對(duì)孤對(duì)電子，H2O分子中含2對(duì)成鍵電子和2對(duì)孤對(duì)電子，孤電子對(duì)數(shù)越多，斥力越大，鍵角越小，故CH4、NH3、H2O三種分子的鍵角由大到小的順序?yàn)?/span>CH4>NH3>H2O。

(5)由題圖(c)可知，該晶胞中Ca原子數(shù)目為1/6×12+1/2×2=3，Cu原子數(shù)目為1/2×18+6=15，則Ca、Cu原子個(gè)數(shù)比為3︰15=1︰5，合金CaCux中x=5。設(shè)同層Ca、Ca原子間的距離為dpm，結(jié)合幾何關(guān)系分析(如圖)，可列出關(guān)系式：1/2d=/2×294，解得d≈509，故同層Ca、Ca間的距離為509 pm。