Question

已知AlN、AlP、AlAs等是人工合成的半導(dǎo)體材料，它們的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似，與NaCl的晶體類型不同．
（1）核電荷數(shù)比As小4的原子基態(tài)的電子排布式為

 

．
（2）前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子與其所在周期數(shù)相同的元素有

 

種．
（3）NCl₃中心原子雜化方式為

 

，NCl₃的空間構(gòu)型為

 

．
（4）在AlN晶體中，每個Al原子與

 

個N原子相連，AlN屬于

 

晶體
（5）氯和鉀與不同價態(tài)的銅可生成兩種化合物，其陰離子均為無限長鏈結(jié)構(gòu)（如圖所示），a位置上Cl原子的雜化軌道類型為

 

．已知其中一種化合物的化學(xué)式為KCuCl₃，則另一種化合物的化學(xué)式為

 

．

（6）用晶體的X射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數(shù)的值．對金屬銅的測定得到以下結(jié)果：銅晶胞為面心立方最密堆積，邊長為361pm．又知銅的密度為9.00g?cm^-3，則銅晶胞的體積是

 

cm³，晶胞的質(zhì)量是

 

g，阿伏加德羅常數(shù)的值為

 

[已知A_r（Cu）=63.6]．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別

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）核電荷數(shù)比As小4的原子為Cu；
（2）前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子與其所在周期數(shù)相同的元素共5種，注意沒有3d⁴4s²（應(yīng)為3d⁵4s¹）；
（3）類比NH₃可推知NCl₃中心原子雜化方式為sp³雜化，NCl₃的空間構(gòu)型為三角錐形；
（4）依據(jù)題干信息“它們的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似”，通過硅類推AlN的晶體類型為原子晶體；
（5）據(jù)圖知a位置上的Cl原子形成了2個σ鍵，同時還有2個孤電子對，其雜化軌道類型為sp³雜化；
由于銅的化合價有+1、+2，已知KCuCl₃中銅為+2價，則+1價的銅形成化合物的化學(xué)式為K₂CuCl₃；
（6）根據(jù)銅晶胞為面心立方最密堆積，由邊長可計算出晶胞的體積；根據(jù)m=ρ×V計算質(zhì)量．

解答： 解：（1）核電荷數(shù)比As小4的原子為Cu，其基態(tài)的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子與其所在周期數(shù)相同的元素和價電子構(gòu)型分別是：氫（1s¹）、碳（2s²2p²）、氧（2s²2p⁴）、磷（3s²3p³）、鐵（3d⁶4s²共5種元素；
故答案為：5；
（3）類比NH₃可推知NCl₃中心原子雜化方式為sp³雜化，NCl₃的空間構(gòu)型為三角錐形；
故答案為：sp³雜化；三角錐形；
（4）依據(jù)題干信息“它們的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似”，通過硅類推AlN的晶體類型為原子晶體，每個Al原子與4個N原子相連；
故答案為：4；原子；
（5）據(jù)圖知a位置上的Cl原子形成了2個σ鍵，同時還有2個孤電子對，其雜化軌道類型為sp³雜化；
由于銅的化合價有+1、+2，已知KCuCl₃中銅為+2價，則+1價的銅形成化合物的化學(xué)式為K₂CuCl₃；
故答案為：sp³雜化；K₂CuCl₃；
（6）根據(jù)銅晶胞為面心立方最密堆積，由邊長可計算出晶胞的體積V=（361 pm）³≈4.70×10^-23 cm³；根據(jù)m=ρ×V=9.00 g?cm^-3×4.70×10^-23cm³=4.23×10^-22g；由于一個銅晶胞中含有的銅原子數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4（個），則N_A=

63.6g?mol-1

1 4 ×4.23×10-22g

≈6.01×10²³mol^-1．
故答案為：4.70×10^-23；4.23×10^-22；6.01×10^-23．

點評：本題考查了核外電子排布、分子構(gòu)型和雜化方式、晶胞的計算、晶體微粒間作用力等內(nèi)，綜合性較強，難度中等，注意（2）中沒有3d⁴4s²（應(yīng)為3d⁵4s¹）．