Question

根据已学知识，请你回答下列问题：

（1）写出原子序数最小的第Ⅷ族元素原子的原子结构示意图为：　　．

（2）写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号：　　．

（3）某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布是4s²4p⁴，该元素的名称是　　．

（4）根据VSEPR模型，H₃O⁺的分子立体结构为：　　，SO₂的立体结构为：　　．

（5）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图1所示．则体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为　　；若两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同，则体心立方晶胞和面心立方晶胞的密度之比为　　．

（6）胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如图2，其中配位键和氢键均采用虚线表示．                                                            

①写出基态Cu原子的核外电子排布式：　1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹　②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（用配位键表示）：　　．

（7）决定离子空间结构的因素有　、　　和离子键的纯粹程度．

Answer 1

考点：

晶胞的计算；原子结构与元素的性质；配合物的成键情况．

专题：

化学键与晶体结构．

分析：

（1）第Ⅷ族元素有铁、钴、镍，原子序数最小的是铁，原子核外有26个电子，根据原子结构示意图的书写规则书写；

（2）3p轨道上有2个未成对电子时有两种情况，一种是另一个3p轨道上没有电子，一种是另一个3p轨道上充满电子，写出相应的元素符号；

（3）根据原子的外围电子排布是4s²4p⁴，确定该原子名称；

（4）根据VSEPR模型，计算价层电子对数，据此判断分子空间构型；

（5）利用均摊法计算晶胞中含有的原子个数；晶胞的密度等于晶胞中铁原子的质量与体积的比．

（6）①铜是29号元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；

②CuSO₄•5H₂O中铜离子含有空轨道，水分子含有孤对电子对，铜离子与水分子之间形成配位键，铜离子配体数为4；

（7）根据离子晶体的晶体类型分析．

解答：

解：（1）第Ⅷ族元素有铁、钴、镍，原子序数最小的是铁，原子核外有26个电子，其原子结构示意图为，故答案为：；

（2）3p轨道上有2个未成对电子时有两种情况，一种是另一个3p轨道上没有电子，一种是另一个3p轨道上充满电子，所以当另一个3p轨道上没有电子，该原子是Si；一种是另一个3p轨道上充满电子，该原子是S，故答案为：Si或S；

（3）原子的外围电子排布是4s²4p⁴，说明该原子中各个轨道都充满电子，该原子核外电子数是34，所以是硒元素，故答案为：硒；

（4）根据VSEPR模型得，H₃O⁺的价层电子对=3+（6﹣1﹣3×1）=4，有1个孤电子对，所以是三角锥形；SO₂的价层电子对=2+（6﹣2×2）=3，有1个孤电子对，所以是V形，

故答案为：三角锥形；V形；

（5）体心立方晶胞中铁原子个数=1+8×=2；面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数=6×+8×=4，所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比1：2；

设体心立方中晶胞的棱长为x，铁原子的直径为A，则3x²=（2A）²，解得x=；

铁原子直径=A，所以其晶胞体积=R³，面心立方中晶胞的对角线为2A，则其边长=A，其晶胞体积=2A³．

体心立方的密度与面心立方的密度之比=：=3：8，故答案为：1：2； 3：8．

（6）①铜是29号元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，

故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；

②CuSO₄•5H₂O中铜离子含有空轨道，水分子含有孤对电子对，铜离子与水分子之间形成配位键，铜离子配体数为4．水合铜离子的结构简式为，故答案为：；

（7）决定离子空间结构的因素有有三个方面：几何因素、电荷因素、离子键的纯粹程度，故答案为：几何因素；电荷因素．

点评：

本题考查了原子结构示意图的书写、微粒的空间构型的判断、晶胞的密度、原子核外电子排布式的书写、配位键的表示方法等知识点，难点是计算晶胞的密度，能正确解答晶胞的体积是解本题的关键，知道体心立方和面心立方中哪三个原子紧密相连即可分析解答，难度较大．