Question

【題目】第四周期中某些元素的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用

（1）現(xiàn)代化學(xué)中，常利用_________上的特征譜線來(lái)鑒定元素。Ga的外圍電子排布式為：_____________________，基態(tài)Ga原子核外有______種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。

（2）鍺、砷、硒、溴的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>____________（用元素符號(hào)表示）；其中鍺的化合物四氯化鍺可用作光導(dǎo)纖維摻雜劑，其熔點(diǎn)為-49.5℃，沸點(diǎn)為83.1℃，則其晶體類型為_________，中心原子的雜化類型為________；砷酸的酸性弱于硒酸，從分子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因_______________________。

（3）鐵能形成[Fe(Bipy)2C12]ClO4等多種配合物（Bipy結(jié)構(gòu)如下圖A）。

①該配合物中中心原子的化合價(jià)為________；與中心原子形成配位鍵的原子是________。

②與ClO4-互為等電子體的一種非極性分子是_______(舉1例)。

③1 mol Bipy中所含σ鍵______mol。

（4）鈦（Ti）被譽(yù)為“21世紀(jì)金屬”，Ti晶體的堆積方式是六方最密堆積如圖B所示，晶胞可用圖C表示。設(shè)金屬Ti的原子半徑為a cm，空間利用率為__________。設(shè)晶胞中A點(diǎn)原子的坐標(biāo)為（1，0，0），C點(diǎn)原子的坐標(biāo)為（0，1，0），D點(diǎn)原子的坐標(biāo)為（0，0，1），則B點(diǎn)原子的坐標(biāo)為________________。

Answer 1

【答案】 原子光譜 4s24p1 31 Br>As>Se>Ge 分子晶體 sp3 H2SeO4的非羥基氧原子多，Se的正電性更高，羥基中的O原子的電子向Se偏移程度大，更容易電離出H+ +3 N 、Cl CCl4 （SiF4 等） 8 或74% (，，)

【解析】試題分析：現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素。原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)互不相同，有幾個(gè)電子，就有幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。同一周期元素的第一電離能呈逐漸增大趨勢(shì)，第IIVA和第VA元素因其原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，故其第一電離能高于同周期相鄰的兩種元素。

（1）現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素。Ga的外圍電子排布式為4s24p1，Ga是31號(hào)元素，故基態(tài)Ga原子核外有31種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。

（2）鍺、砷、硒、溴的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>Br＞As＞Se＞Ge；其中鍺的化合物四氯化鍺可用作光導(dǎo)纖維摻雜劑，其熔點(diǎn)為-49.5℃，沸點(diǎn)為83.1℃，其熔、沸點(diǎn)較低，故其晶體類型為分子晶體，中心原子鍺原子形成4個(gè)σ鍵、無(wú)孤電子對(duì)，故其雜化類型為sp3；砷酸的酸性弱于硒酸，是因?yàn)?/span>H2SeO4的非羥基氧原子多，Se的正電性更高，羥基中的O原子的電子向Se偏移程度大，更容易電離出H+。

（3）①配合物[Fe(Bipy)2C12]ClO4的外界是ClO4-，內(nèi)界有Bipy和Cl-兩種配體，Bipy是電中性的，所以，中心原子的化合價(jià)為+3；兩種配體中N和Cl有孤電子對(duì)，故與中心原子形成配位鍵的原子是N和Cl。

②ClO4-有5個(gè)原子、32個(gè)價(jià)電子，與ClO4-互為等電子體的有多種，其中屬于非極性分子是CCl4和SiF4 等。

③Bipy分子中有N—N、N—H、N—C、C—H等4種σ鍵，注意2個(gè)C原子上分別連接1個(gè)H，故1 mol Bipy中所含σ鍵8mol。

（4）由Ti晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，該晶胞為平行六面體，其底是菱形，金屬Ti的原子半徑為a cm，則底邊長(zhǎng)為2acm，底面的面積為2asin60。B點(diǎn)與底面連線的3個(gè)點(diǎn)構(gòu)成正四面體，正四面體的高為，所以晶胞的高為，晶胞的體積為底面的面積與高的積，即，根據(jù)均攤法可以求出該晶胞中有2個(gè)Ti原子，2個(gè)Ti原子的體積為，所以，原子的空間利用率為（或74%）。設(shè)晶胞中A點(diǎn)原子的坐標(biāo)為（1，0，0），C點(diǎn)原子的坐標(biāo)為（0，1，0），D點(diǎn)原子的坐標(biāo)為（0，0，1），B點(diǎn)的高度為晶胞高度的一半，由B點(diǎn)向底面作垂線，垂足為中線的三等分點(diǎn)，則垂足的坐標(biāo)為(，0)，所以，B點(diǎn)原子的坐標(biāo)為（）。