12.(1)用軌道示意圖表示Fe3+的價(jià)電子排布
(2)某主族元素的電離能(電子伏特)如下:
I1I2I3I4I5I6I7
14.529.647.477.597.9551.9666.8
,判斷該元素處于VA族;
(3)若ABn的中心原子A上沒有未用于形成共價(jià)鍵的孤對(duì)電子,運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型,下列說法正確的是C(填字母).
A.若n=2,則分子的立體構(gòu)型為V形
B.若n=3,則分子的立體構(gòu)型為三角錐形
C.若n=4,則分子的立體構(gòu)型為正四面體形
D.以上說法都不正確
(4)臭氧分子的結(jié)構(gòu)如圖1,呈V型,鍵角116.5°.請(qǐng)回答:
①臭氧與氧氣的關(guān)系是同素異形體.
②下列分子與臭氧分子的結(jié)構(gòu)最相似的是C(填字母).
A.H2O    B.CO2     C.SO2 D.BeCl2
③臭氧分子是否為極性分子是(填“是”或“否”).
(5)在短周期元素中,由三種元素組成的既有離子鍵又有共價(jià)鍵和配位鍵,且陰、陽離子所含電子數(shù)相差8個(gè),該物質(zhì)的電子式
(6)金屬鈦為六方最密堆積結(jié)構(gòu),測得鈦的原子半徑為r,晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示,求該晶胞的邊長a=2r,b=$\frac{4\sqrt{6}}{3}$r(用含r的代數(shù)式表示)

分析 (1)Fe3+的價(jià)電子為3d5,根據(jù)洪特規(guī)則和保利不相容原理畫軌道示意圖;
(2)該元素第六電離能劇增,則元素原子最外層電子數(shù)為5;
(3)若n=2,則分子的立體構(gòu)型為直線形,若n=3,則分子的立體構(gòu)型為平面三角形,若n=4,則分子的立體構(gòu)型為正四面體形;
(4)①O2和O3都是由氧元素形成的不同單質(zhì),互為同素異形體;
②O3為V形結(jié)構(gòu),根據(jù)分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷分子的空間構(gòu)型;
③分子中正負(fù)電荷中心不重合,這樣的分子為極性分子;分子中正負(fù)電荷的重心重合,則為非極性分子;
(5)由三種非金屬元素形成的荔枝化合物,且含有共價(jià)鍵,應(yīng)為銨鹽,陰、陽離子所含電子數(shù)相差8個(gè),應(yīng)為NH4Cl;
(6)上底面棱上的原子相鄰,可以得出長a=2r,內(nèi)部原子與上底面、及下底面3個(gè)原子相鄰且均形成正四面體結(jié)構(gòu),高b為正四面體高的2倍,正四面體的棱長為2r,則正四面體側(cè)面高為2r×$\frac{\sqrt{3}}{2}$=$\sqrt{3}$r,底面中心到邊的距離為$\sqrt{3}$r×$\frac{1}{3}$,再利用勾股定理計(jì)算正四面體的高.

解答 解:(1)Fe3+的價(jià)電子為3d5,根據(jù)洪特規(guī)則和保利不相容原理,則軌道示意圖為,故答案為:
(2)該元素第六電離能劇增,則元素原子最外層電子數(shù)為5,處于VA族,故答案為:VA;
(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論知,若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價(jià)鍵的孤對(duì)電子,若n=2,則分子的立體構(gòu)型為直線形,若n=3,則分子的立體構(gòu)型為平面三角形,若n=4,則分子的立體構(gòu)型為正四面體形,故選:C;
(4)①O2和O3都是由氧元素形成的不同單質(zhì),互為同素異形體,故答案為:同素異形體;
②二氧化碳、BeCl2為直線型,水為V形結(jié)構(gòu),但不存在大π鍵,在臭氧O3中,中心的氧原子以sp2雜化,與兩旁的配位氧原子鍵合生成兩個(gè)σ鍵,使O3分子呈折線形,在三個(gè)氧原子之間還存在著一個(gè)垂直于分子平面的大π鍵,這個(gè)離域的π鍵是由中心的氧原子提供兩個(gè)p電子、另外兩個(gè)配位氧原子各提供一個(gè)p電子形成的,SO2分子呈“V”字形結(jié)構(gòu),其成鍵方式與O3類似,S原子sp2雜化,S原子和兩側(cè)的氧原子除以σ鍵結(jié)合以外,還形成一個(gè)三中心四電子的大π鍵,故選:C;
③O3中的中心O原子為sp2雜化,理想模型為平面三角形,分子構(gòu)型為V型,而且O3形成的是三中心四電子大π鍵,空間構(gòu)型不對(duì)稱.正負(fù)電荷重心不重合,所以是極性分子,故答案為:是;
(5)由三種非金屬元素形成的荔枝化合物,且含有共價(jià)鍵,應(yīng)為銨鹽,陰、陽離子所含電子數(shù)相差8個(gè),應(yīng)為氯化銨,化學(xué)式為NH4Cl,電子式為,故答案為:
(6)上底面棱上的原子相鄰,可以得出長a=2r,內(nèi)部原子與上底面、及下底面3個(gè)原子相鄰且均形成正四面體結(jié)構(gòu),高b為正四面體高的2倍,正四面體的棱長為2r,則正四面體側(cè)面高為2r×$\frac{\sqrt{3}}{2}$=$\sqrt{3}$r,底面中心到邊的距離為$\sqrt{3}$r×$\frac{1}{3}$,由勾股定理可知正四面體的高為$\sqrt{(\sqrt{3}r)^{2}-(\frac{\sqrt{3}}{3}r)^{2}}$=$\frac{2\sqrt{6}}{3}$r,故b=2×$\frac{2\sqrt{6}}{3}$r=$\frac{4\sqrt{6}}{3}$r,故答案為:2r;$\frac{4\sqrt{6}}{3}$r.

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查,涉及核外電子排布、電離能、空間構(gòu)型、晶胞計(jì)算等,需要學(xué)生具備一定的空間想象與計(jì)算能力,題目難度較大.

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