Question

【題目】（1）GaAs是新型半導(dǎo)體材料，第一電離能As__________Ga（填“>”或“<”），GaCl3與AsCl3的中心原子的雜化方式分別為______、______，分別寫出一個(gè)與它們互為等電子體的分子______、________。

（2）TiO2離子晶體的其中一種晶胞如圖1所示，則Ti、O配位數(shù)之比為_________；影響離子晶體結(jié)構(gòu)類型的因素有______、______ 、鍵性因素。

（3）基態(tài)銅原子的電子排布式是______。基態(tài)銅原子價(jià)電子層排布依據(jù)的原理，可用于解釋下列事實(shí)的是_____（填標(biāo)號）。

A.Fe2+易被氧化為Fe3+ B.銅絲灼燒時(shí)焰色呈綠色

C.N的第一電離能大于O的第一電離能 D.NaCl的熔點(diǎn)比KCl的高

（4）銅的堆積方式（如圖2）和晶胞結(jié)構(gòu)（如圖3）所示。若晶胞頂點(diǎn)A與堆積方式中的A球相對應(yīng)，則晶胞中x、y、z三點(diǎn)與堆積方式中C球相對應(yīng)的點(diǎn)是______。

已知銅原子的半徑為r cm、摩爾質(zhì)量為Mg/mol、晶體的密度為_________g/cm3（阿伏加德羅常數(shù)取NA）

Answer 1

【答案】 ＞ sp2 sp3 BF3 PCl3 2:1 幾何因素 電荷因素 1s22s22p63s23p63d104s1 （或[Ar] 3d104s1） AC y

【解析】本題主要是考查電離能、核外電子排布、雜化軌道、晶體類型與性質(zhì)及晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等

（1）同周期第一電離能從左到右，逐漸增大，As＞Ga；GaCl3中價(jià)層電子對個(gè)數(shù)=3+=3，所以原子雜化方式是sp2，AsCl3中價(jià)層電子對個(gè)數(shù)=3+=4，所以原子雜化方式是sp3；等電子體中含有相同的價(jià)電子數(shù)且原子個(gè)數(shù)相等，故與GaCl3互為等電子體的分子為BF3，與AsCl3 互為等電子體的分子為PCl3；

（2）觀察晶胞結(jié)構(gòu)，可知鈦位于晶胞中心，周圍距離最近的氧原子有6個(gè)，即6個(gè)面，則鈦的配位數(shù)為6，由分子TiO2可知，O的配位數(shù)為3，即Ti、O配位數(shù)之比為2:1，離子晶體是由陰陽離子構(gòu)成的，晶體中正負(fù)離子的半徑比是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，離子半徑不同其配位數(shù)不同，稱為幾何因素；正負(fù)離子的電荷比是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，離子所帶電荷不同其配位數(shù)不同，稱為電荷因素；離子晶體結(jié)構(gòu)類型還取決于離子鍵的純粹程度，簡稱鍵性因素；

（3）銅的原子序數(shù)為29，基態(tài)銅原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1；Fe2+的價(jià)電子3d6失去一個(gè)電子可形成3d5半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，與價(jià)電子層排布有關(guān)，A項(xiàng)正確；銅絲灼燒時(shí)焰色呈綠色，是因原子外層電子吸收能量，躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)電子躍遷回基態(tài)時(shí)，會放出能量，這種能量以光的形勢釋放，不同的元素其躍遷的軌道不同，釋放的能量的大小也不同，而能級差決定了釋放出的光的頻率，即決定了光的顏色，與價(jià)電子層排布無關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；N原子2p能級半充滿，穩(wěn)定性強(qiáng)，所以氮元素的第一電離能大于氧元素的，與價(jià)電子層排布有關(guān)，C項(xiàng)正確；由于二者都是相同的陰離子，對于鈉離子而言，其外層電子有三層，而鉀離子有四層，層數(shù)越多，質(zhì)子對最外層電子的束縛能力越弱，而正是最外的這一層電子參與了晶鍵的形成，因此同鈉離子比較，鉀離子束縛力弱，在較低的溫度下其外層電子即可游離，故NaCl的熔點(diǎn)比KCl的高，與價(jià)電子層排布無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

（4）晶胞頂點(diǎn)A與堆積方式中的A球相對應(yīng)，觀察可知，C球相對應(yīng)的點(diǎn)是y；銅為面心立方晶胞，面對角線為銅原子直徑的兩倍，故邊長為2 ；用均攤法得一個(gè)晶胞由4個(gè)銅原子構(gòu)成，設(shè)物質(zhì)為一個(gè)定值如1mol，1mol銅的質(zhì)量為Mg，原子個(gè)數(shù)為NA個(gè)，而一個(gè)銅晶胞由4個(gè)銅原子組成，所以銅的體積1/4NA個(gè)晶胞體積之和， 。