Question

銅、鐵、釩都是日常生活中常見的金屬，具有廣泛用途．
請(qǐng)回答：
（1）在元素周期表中，銅元素位于

 

區(qū)，其基態(tài)原子的電子排布式為

 

．
（2）Cu₂O的熔點(diǎn)比Cu₂S高，原因?yàn)?div id="cegv043" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（3）Fe（CO）₅是一種常見的配合物，可代替四乙基鉛作為汽油的抗爆震劑．
①寫出CO的一種常見等電子體分子的結(jié)構(gòu)式

 

；兩者相比較的沸點(diǎn)較高的為

 

（填分子式）．
②Fe（CO）₅在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Fe（CO）₅（s）═Fe（s）+5CO（g），已知：反應(yīng)過程中，斷裂的化學(xué)鍵只有配位鍵，由此判斷該反應(yīng)所形成的化學(xué)鍵類型為

 

．
（4）已知AlCl₃?NH₃和AlCl₄^-中均有配位鍵．AlCl₃?NH₃中，提供空軌道的原于是

 

；在AlCl₄中Al原子的雜化軌道類型為

 

．
（5）金屬鋁的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，原子之間相對(duì)位置關(guān)系的平面圖如圖乙所示．則晶體鋁中原子的堆積方式為

 

．已知：鋁原子半徑為d cm，摩爾質(zhì)量為M g?mol^-1，阿伏加德羅常數(shù)的值為帆，則晶體鋁的密度ρ=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,“等電子原理”的應(yīng)用,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)銅在元素周期表中的位置來書寫基態(tài)原子電子排布式和確定分區(qū)；
（2）Cu₂O和Cu₂S同屬于離子晶體，離子晶體熔點(diǎn)的高低要通過晶格能的大小來判斷；
（3）①由等電子體定義可知CO的一種常見等電子體為氮?dú)�，CO為極性分子熔點(diǎn)高；
②斷裂配位鍵后，配體變?yōu)镃O，中心原子結(jié)合成金屬晶體；
（4）中心原子提供空軌道，通過計(jì)算Al價(jià)層電子對(duì)數(shù)求雜化類型；
（5）根據(jù)圖乙可推算堆積方式為ABCABC…，可通過求每個(gè)晶胞的質(zhì)量和體積計(jì)算密度．

解答： 解：（1）銅是29號(hào)元素，位于第四周期ⅠB族，外圍電子排布要遵循洪特規(guī)則特例為3d¹⁰4s¹，故處于ds區(qū)，
故答案為：ds；1s²2 s²2p⁶3 s²3 p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）Cu₂O和Cu₂S同屬于離子晶體，其陽離子相同、陰離子所帶的電荷也相同，由于離子的半徑小于硫離子的離子半徑，所以Cu₂O的晶格能大，熔點(diǎn)高，
故答案為：Cu₂O與Cu₂S相比較，其陽離子相同、陰離子所帶的電荷也相同，但由于氧離子的半徑小于硫離子的離子半徑，Cu₂O的晶格能更大（或亞銅離子與氧離子形成的離子鍵強(qiáng)于亞銅離子與硫離子形成的離子鍵），所以Cu₂O的熔點(diǎn)比Cu₂S的高；
（3）①CO的等電子體為氮?dú)�，氮�(dú)獾慕Y(jié)構(gòu)式為N≡N，對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量相等的分子晶體而言，極性分子沸點(diǎn)高，CO為極性分子，氮?dú)鉃榉菢O性分子，CO的沸點(diǎn)高，
故答案為：N≡N；CO；
②此配體的中心原子為金屬原子，由于斷裂的是中心原子和配體之間的配位鍵，所以斷裂后配體形成CO，中心原子間形成金屬鍵成為金屬晶體，故答案為：金屬鍵；
（4）AlCl₃?NH₃中Al為中心原子，NH₃和Cl^-為配體，中心原子提供空軌道，AlCl₄^-的價(jià)層電子對(duì)=4+

1

2

（3+1-4×1）=4，故Al采用sp³雜化，故答案為：Al；sp³；
（5）結(jié)合圖乙和晶胞結(jié)構(gòu)可知，金屬鋁中Al的堆積方式為ABCABCABC…，屬于面心立方最密堆積，
鋁原子半徑為d cm，則晶胞的邊上為2

2

dcm，晶胞的體積V=（2

2

dcm）=16

2

d³cm³，一個(gè)晶胞含有Al原子個(gè)數(shù)為：8×

1

8

+6×

1

2

=4，一個(gè)晶胞的質(zhì)量m=

4

NA

×Mg，故密度ρ=

m

V

=

4M NA

16 2 d 3

g/cm³=

M

4 2 NAd 3

g/cm³，
故答案為：面心立方最密堆積；

M

4 2 NAd 3

g/cm³．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及的基態(tài)電子排布式、晶體熔沸點(diǎn)的比較較為簡(jiǎn)單，雜化類型的計(jì)算稍難，關(guān)于晶胞的密度等計(jì)算難度較大，需要細(xì)心根據(jù)密度公式求算．