Question

[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
1915年諾貝爾物理學(xué)獎授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他們用X射線對晶體結(jié)構(gòu)的分析所作的貢獻(xiàn)．
（1）科學(xué)家通過X射線探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶體結(jié)構(gòu)相似，其中三種晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表：

晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能/（kJ?mol-1）	786	715	3 401

4種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點由高到低的順序是

 

．
（2）科學(xué)家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵，又含有氫鍵，其結(jié)構(gòu)示意圖可簡單表示如下，其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示．

①寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式

 

；金屬銅采用下列

 

（填字母代號）堆積方式．

②寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡式（必須將配位鍵表示出來）

 

．
③水分子間存在氫鍵，請你列舉兩點事實說明氫鍵對水的性質(zhì)的影響

 

．
④SO₄^2-的空間構(gòu)型是

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）影響晶體晶格能大小的因素有離子半徑以及離子所帶電荷的多少，晶格能越大熔點越高；
（2）①Cu的原子序數(shù)為29，結(jié)合能量最低原理書寫電子排布式；Cu為面心立方密堆積；
②Cu²⁺提供空軌道，水中氧原子提供孤對電子，形成配位鍵；
③氫鍵較一般分子間作用力強(qiáng)，影響物質(zhì)的物理性質(zhì)；
④計算S原子價層電子對數(shù)與孤對電子，判斷SO₄^2-的空間結(jié)構(gòu)．

解答： 解：（1）離子半徑Mg²⁺＜Na⁺＜O^2-＜Ca²⁺＜Cl^-；離子電荷數(shù)Na⁺=Cl^-＜O^2-=Mg²⁺=Ca²⁺，離子晶體的離子半徑越小，帶電荷數(shù)越多，晶格能越大，則晶體的熔沸點越高，則有NaCl、KCl、MgO、CaO熔點由高到低的順序是MgO＞CaO＞NaCl＞KCl，故答案為：MgO＞CaO＞NaCl＞KCl；
（2）①Cu的原子序數(shù)為29，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，Cu為面心立方密堆積，配位數(shù)為12，故C符合，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹； C；
②Cu²⁺提供空軌道，水中氧原子提供孤對電子，形成配位鍵，水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡式為：，故答案為：；
③氫鍵較一般分子間作用力強(qiáng)，所以水的熔、沸點較高，由于氫鍵具有方向性，結(jié)冰時，氫鍵增多，體積增大，密度減小，故答案為：水的熔、沸點較高，結(jié)冰時密度減��；
④SO₄^2-中中心原子S的價層電子對數(shù)=4+

6+2-2×4

2

=4、孤電子對數(shù)為0，為正四面體結(jié)構(gòu)，
故答案為：正四面體．

點評：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，較為綜合，題目難度中等，本題注意把握晶格能的大小比較、空間構(gòu)型的判斷方法．