Question

【題目】五水硫酸銅(CuSO4·5H2O)和六水硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]都是重要的化工原料，用途十分廣泛。

請(qǐng)回答與這兩種物質(zhì)中元素有關(guān)的一些問題。

（1）基態(tài)鐵原子的核外電子排布式為_______；基態(tài)銅原子的電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_______ 。

（2）氧元素的第一電離能小于氮元素，其原因是_______ 。

（3）SO42-、H2O、NH4+三種微粒中，空間構(gòu)型為正四面體的是_______；NH4+中氮原子的雜化軌道類型是_______。

（4）寫出與SO42-互為等電子體的分子的化學(xué)式_______ (寫一種)。

（5）Cu與Au的合金可形成面心立方最密堆積的晶體，在該晶胞中Cu原子處于面心，該晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到Cu原子與Au原子構(gòu)成的立方體空隙中，儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石晶胞結(jié)構(gòu)(如圖)相似，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為_______，若該晶體的密度為ρg.cm-3，則晶胞中Cu原子與Au原子中心的最短距離d=_______cm(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d64s2 N 氮原子的2p軌道處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)，不容易失去一個(gè)電子，故第一電離能比氧元素大 SO42-、NH4+ sp3雜化 SiCl4或CCl4(其他合理答案也可) H4Cu3Au

【解析】（1）鐵的核電荷數(shù)為26，其基態(tài)鐵原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2；銅核電荷數(shù)為29，基態(tài)銅原子電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，其最高能層為N；正確答案：1s22s22p63s23p63d84s2；N。

(2)氧元素的第一電離能小于氮元素，氮原子的2p軌道處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)，不容易失去一個(gè)電子，故第一電離能比氧元素大；正確答案：氮原子的2p軌道處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)，不容易失去一個(gè)電子，故第一電離能比氧元素大。

(3) 離子中含有4個(gè)鍵，沒有孤電子對(duì)，所以其立體構(gòu)型是正四面體，硫原子采取雜化；分子中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，為雜化,含有2個(gè)孤電子對(duì)，分子為V形；中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，為雜化，不含有孤電子對(duì)，為正四面體形；正確答案： SO42-、NH4+ ； sp3雜化。

(4) 原子數(shù)、電子總數(shù)均相等的物質(zhì)，稱為等電子體；與SO42-互為等電子體的分子的化學(xué)式為SiCl4或CCl4；正確答案：SiCl4或CCl4。

(5)與的合金可形成面心立方最密堆積的晶體，在晶胞中原子處于面心，該晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到由原子與原子構(gòu)成的四面體空隙中，儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石晶胞結(jié)構(gòu)相似，金剛石晶胞結(jié)構(gòu)為，形成的晶體中，原子有4個(gè)，原子數(shù)目為，的原子數(shù)目為，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為；該晶體的分子質(zhì)量為393，若該晶體的密度為ρg·cm3，則晶胞的體積為：÷ρ=cm3 晶胞的棱長(zhǎng)為r=，從結(jié)構(gòu)中看出，晶胞中Cu原子與Au原子中心的最短距離d為面對(duì)角線的一般，即r=cm；正確答案：H4Cu3Au； 。