高考化学一轮复习课时练36晶体结构与性质含解析新人教版

一轮复习精品资料(高中)PAGE1-晶体结构与性质基础巩固1.(2020重庆模拟)现有几组物质的熔点(℃)数据:A组B组C组D组金刚石:>3500℃Li:181℃HF:-83℃NaCl:801℃硅晶体:1410℃Na:98℃HCl:-115℃KCl:776℃硼晶体:2300℃K:64℃HBr:-89℃RbCl:718℃二氧化硅:1713℃Rb:39℃HI:-51℃CsCl:645℃据此回答下列问题:(1)A组属于晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是。

(2)B组晶体共同的物理性质是(填序号)。

①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于。

(4)D组晶体可能具有的性质是(填序号)。

①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电2.(2020四川广安调研)现有A、X、Y、Z、W五种元素,它们的原子序数依次增大。A元素原子的核外电子总数与其周期序数相同;X基态原子的L层中有3个未成对电子;Y基态原子的2p轨道上有一个电子的自旋状态与2p轨道其他电子不同;Z基态原子的3p轨道上得到两个电子后不能再容纳外来电子;W基态原子的最外层电子数为1,其余内层均充满电子。请回答下列问题:(1)这五种元素中,电负性最大的元素基态原子的电子排布式是,W位于元素周期表的(填“s”“p”“d”或“ds”)区。

(2)已知X2Y分子中Y原子只与一个X原子相连,请根据等电子原理写出X2Y的电子式:,其中心原子的杂化轨道类型是,1molX2Y含有的π键数目为。

图1(3)W可以形成配合物。A、X、Y、Z、W五种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈正四面体结构,该阴离子的化学式为;其阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图1所示),该阳离子的化学式为;该化合物加热时首先失去的成分是,判断理由是。

图2(4)W、X形成的某种化合物的晶胞结构为如图2所示的立方晶胞(其中X显-3价),则其化学式为。设阿伏加德罗常数的值为NA,距离最近的两个W粒子的核间距为acm,则该晶体的密度为g·cm-3。(用含有a和NA的代数式表示)

3.(1)人工氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如图所示。①该晶体中与Ti原子距离最近且相等的Ti原子有个,与Ti原子距离最近且相等的N原子有个,这几个N原子形成的空间形状是。

②该晶体的熔点高于NaCl晶体的熔点,其原因是。

(2)钴晶体的一种晶胞是一种体心立方堆积(如图所示),若该晶胞的边长为anm,密度为ρg·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则钴的相对原子质量可表示为。

4.钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产、生活中有重要的应用。回答下列问题:(1)写出As的基态原子的电子排布式:。

(2)N、P、As为同一主族元素,其电负性由大到小的顺序为,它们的氢化物沸点最高的是。将NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO42-(3)Fe3+、Co3+与N3-、CN①K3〖Fe(CN)6〗可用于检验Fe2+,配体CN-中碳原子杂化轨道类型为。

②〖Co(N3)(NH3)5〗SO4中Co的配位数为,其配离子中含有的化学键类型为(填“离子键”“共价键”或“配位键”),C、N、O的第一电离能最大的为,其原因是。

(4)砷化镓晶胞结构如图。晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的立体构型为。已知砷化镓晶胞边长为apm,其密度为ρg·cm-3,则阿伏加德罗常数的数值为(列出计算式即可)。

5.磷化铟和砷化铟纳米晶具备独特的光学和电学特性,广泛应用于生物医学、通信、太阳能电池等领域。回答下列问题:(1)基态磷原子的电子排布式为;基态砷原子中未成对电子数为。

(2)PH3分子立体构型为;AsO33-(3)AsH3与NH3在水中溶解度较大的是,其原因是。

(4)酞菁铟是有机分子酞菁与金属铟形成的复杂分子,结构简式如图1所示,该分子中存在的化学键为(填选项字母)。

图1a.σ键 b.π键 c.离子键 d.配位键(5)砷化铟的晶胞结构如图2所示,砷化铟晶体的化学式为;该晶胞的棱长为acm,则砷化铟晶体的密度为(用含a、NA的代数式表示)。

图2能力提升6.(2020湖北孝感联考)磷及其化合物与人们的健康和生产生活密切相关。请回答下列问题:(1)基态磷原子的价电子排布图为,其第一电离能比硫的(填“大”或“小”)。

(2)羟基磷灰石〖Ca(PO4)3OH〗是牙齿中的重要矿物质,其中羟基(—OH)中氧原子的杂化方式为,PO43-的立体构型为(3)P4O6的分子结构中只含有单键,且每个原子的最外层都满足8电子稳定结构,则该分子中含有的共价键数目是。

(4)磷酸和亚磷酸(H3PO3)是磷元素的两种含氧酸。亚磷酸与NaOH反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐,则H3PO3的结构式为,其为元酸,原因是。

(5)磷酸分子间脱水可生成多磷酸,其某一钙盐的结构如下图所示:由图推知该多磷酸钙盐的通式为。

(6)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞如下图所示,其密度为ρg·cm-3,设NA是阿伏加德罗常数的值,则磷原子的配位数为,晶胞参数为pm。

7.(2020山东部分学校联考)导弹有神奇的命中率,这主要与其材料息息相关,镓(Ga)、锗(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的单质及某些化合物(如砷化镓、磷化镓等)都是常用的半导体材料。回答下列问题:(1)硒常用作光敏材料,基态硒原子的核外电子排布式为〖Ar〗。

(2)根据元素周期律,原子半径GaAs(填“大于”或“小于”,下同),第一电离能GaAs。

(3)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位数是。

(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料,晶体类型与晶体硅类似,熔点如下表所示,分析其变化原因:。

晶体GaNGaPGaAs熔点/℃170014801238(5)GaN晶胞的结构如图1所示。已知六棱柱底边边长为acm,阿伏加德罗常数的值为NA。①GaN晶胞中镓原子采用最密堆积方式,每个镓原子周围距离最近的镓原子数目为。

②从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图2。若该平行六面体的体积为2a3cm3,则GaN晶体的密度为g·cm-3。(用含a、NA的代数式表示)

拓展深化8.(2020山东济南二中线上检测)钛被誉为“21世纪的金属”,可呈现多种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题:(1)基态钛原子的价层电子的电子排布图为。

(2)已知电离能:I2(Ti)=1310kJ·mol-1,I2(K)=3051kJ·mol-1。I2(Ti)<I2(K),其原因为。

(3)某钛配合物可用于催化环烯烃聚合,其结构如图所示:①钛的配位数为,碳原子的杂化轨道类型有。

②该配合物中存在的化学键有(填字母)。

a.离子键b.配位键c.金属键d.共价键e.氢键(4)钛与卤素形成的化合物的熔、沸点如下表所示:化合物TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃-24.138.3155沸点/℃136.5233.5377分析TiCl4、TiBr4、iI4的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是。

(5)已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图所示,该阳离子化学式为。阴离子的空间结构为。

(6)已知TiN晶体的晶胞结构如图所示,若该晶胞的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中钛原子与氮原子的最近距离为pm。(用含ρ、NA的代数式表示)

课时规范练36晶体结构与性质1.〖答案〗(1)原子共价键(2)①②③④(3)HF分子间能形成氢键(4)②④〖解析〗:(1)A组熔点很高,为原子晶体,是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体,具有①②③④四条共性。(3)HF存在分子间氢键,故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体,具有②④两条性质。2.〖答案〗(1)1s22s22p4ds(2)··N(3)SO42-〖Cu(NH3)4(H2O)2〗2+H2O与Cu2+形成的配位键比NH3与Cu2+形成的配位键弱(4)Cu3N206〖解析〗:A、X、Y、Z、W五种元素的原子序数依次增大。A元素原子的核外电子总数与其周期序数相同,故A为H;X基态原子的L层中有3个未成对电子,故X为N;Y基态原子的2p轨道上有一个电子的自旋状态与2p轨道上其他电子的自旋状态相反,故Y为O;Z基态原子的3p轨道上得到两个电子后不能再容纳外来电子,故Z为S;W基态原子的最外层电子数为1,其余各电子层均充满电子,故W为Cu。(1)电负性最大的元素为O,其基态原子的电子排布式为1s22s22p4。Cu为29号元素,在元素周期表中位于ds区。(2)N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连,N2O与CO2互为等电子体,故N2O的电子式为

··N······N····O····,中心原子氮原子的杂化轨道类型为sp,1分子N2O中的π键数目为2,故1molN2O中含有的π键数目为2NA。(3)五种元素形成的1∶1型离子化合物中,阴离子呈正四面体结构,则阴离子为SO42-,结合题图可知该阳离子结构中含有1个Cu2+、4个NH3及2个H2O,故阳离子的化学式为〖Cu(NH3)4(H2O)2〗2+。加热化合物时根据配位键强弱来确定首先失去的成分。(4)由题图的晶胞结构可知氮原子的数目为8×18=1,铜原子的数目为12×14=3,所以其化学式为Cu3N。设晶胞边长为3.〖答案〗(1)①126正八面体②氮化钛晶体中阴、阳离子的电荷数均高于氯化钠晶体中阴、阳离子的电荷数,氮化钛晶体的晶格能高于氯化钠晶体的晶格能(2)5a3ρNA×10-22〖解析〗:(1)①与Ti原子距离最近且相等的Ti原子有12个,与Ti原子距离最近且相等的N原子有6个(在Ti原子的上、下、左、右、前、后)。②氮化钛晶体中阴、阳离子的电荷数均高于氯化钠晶体中阴、阳离子的电荷数,氮化钛晶体的晶格能高于氯化钠晶体的晶格能,因此氮化钛晶体的熔点高于NaCl晶体的熔点。(2)该晶胞中Co原子的个数为8×18+1=2,则该晶胞的质量为2MrNAg=ρg·cm-3×(a×10-7cm)3,Mr=5a34.〖答案〗(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或〖Ar〗3d104s24p3(2)N>P>AsNH3NO(3)①sp②6共价键、配位键N氮原子2p能级中的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子(4)正四面体4×145〖解析〗:(1)As的原子序数为33,由构造原理可知其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或〖Ar〗3d104s24p3。(2)As、P、N元素属于同一主族元素,其原子序数逐渐减小,则其电负性逐渐增大,即电负性:N>P>As;它们的氢化物中,NH3分子间可形成氢键,沸点最高;原子个数相等、价电子数相等的微粒属于等电子体,等电子体结构相似,与SO42-互为等电子体的该阴离子是NO43-。(3)①CN-中碳原子价层电子对数=1+12×(4+1-1×3)=2,所以采取sp杂化;②C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但氮原子2p能级上的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子,所以其第一电离能大小顺序是N>O>C。(4)Ga与周围等距离且最近的As形成立体构型为正四面体结构;由题图可知一个GaAs晶胞含有4个Ga和4个As,若晶胞的边长为apm,则晶胞体积为(a×10-10)3cm3,晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞质量为(a×10-10)3cm3×ρg·cm-3=ρa3×10-30g,则ρa3×10-30g×NAmol-1=4×145g·mol5.〖答案〗(1)1s22s22p63s23p3或〖Ne〗3s23p33(2)三角锥形sp3(3)NH3NH3与水分子之间易形成氢键(4)abd(5)InAs760a3〖解析〗:(1)P的原子序数为15,原子核外有15个电子,P的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或〖Ne〗3s23p3;砷元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,未成对电子数为3。(2)中心原子磷原子形成了3个σ键,另外还有1对未成键孤电子对,其价层电子对的总数是4,故采用sp3杂化,分子的立体构型为三角锥形;AsO43-中心原子的价层电子对数为5+32=4,所以砷原子的杂化方式为sp3杂化。(3)因为NH3与水分子之间易形成氢键,故AsH3与NH3在水中溶解度较大的是NH3。(4)根据酞菁铟的结构简式可知,该分子中存在的化学键为σ键、π键和配位键。(5)由砷化铟的晶胞结构,根据均摊法可得,每个晶胞含有8×18+6×12=4个铟原子,4个砷原子,砷化铟晶体的化学式为InAs;该晶胞的棱长为acm,则砷化铟晶体的密度为ρ=4×190NAa3g6.〖答案〗(1)大(2)sp3正四面体形O(或氧元素)(3)12(4)或二一个H3PO3分子中只有两个羟基,含氧酸羟基上的氢易电离(5)(CaP2O6)n(6)43168ρ〖解析〗:(1)P是15号元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,其价电子排布式为3s23p3,所以基态磷原子价电子排布图为;由于其最外层的3p能级电子处于半充满的稳定状态,所以失去一个电子比元素S的原子难,需要的能量高,故其第一电离能比硫的大。(2)—OH中氧原子的价层电子对数为6+22=4,所以氧原子采取sp3方式杂化;PO43-中磷原子价层电子对数=4+(3)磷原子最外层有5个电子,氧原子最外层有6个电子,要使分子中每个原子都达到8电子稳定结构,其结构式应为,可见分子中含有的共价键为12个。(4)亚磷酸与NaOH溶液发生酸碱中和反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐,羟基氢原子能电离产生H+,说明H3PO3分子中含有2个—OH,它属于二元酸,由于磷原子最外层有5个电子,则H3PO3的结构式为或。(5)由图推知该多磷酸钙盐最小的重复单元是CaP2O6,所以该多磷酸钙盐的通式为(CaP2O6)n。(6)根据晶体结构可知每个硼原子被四个距离相等且最近的磷原子包围,每个磷原子被四个距离相等且最近的硼原子包围,所以磷原子的配位数是4;在一个晶胞中含有的磷原子数目为8×18+6×12=4,在一个晶胞中含有的硼原子数目为4,即1个晶胞中含有4个BP,一个晶胞的质量是m=4×42g·mol-1NAmol-1=168NA7.〖答案〗(1)3d104s24p4(2)大于小于(3)4(4)原子半径N<P<As,键长Ga—N<Ga—P<Ga—As,键能Ga—N>Ga—P>Ga—As,故CaN、GaP、GaAs的熔点逐渐降低(5)①12②84〖解析〗:(1)Se是34号元素,在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族,核外电子排布式为〖Ar〗3d104s24p4。(2)根据元素周期律,Ga与As位于同一周期,Ga原子序数小于As,故原子半径Ga大于As,同周期从左到右第一电离能变化趋势是增大,故第一电离能Ga小于As。(3)水晶中1个硅原子结合4个氧原子,同时每个氧原子结合2个硅原子,所以水晶是以〖SiO4〗四面体向空间延伸的立体网状结构,水晶中硅原子的配位数为4。(4)原子半径N<P<As,键长Ga—N<Ga—P<Ga—As,键能Ga—N>Ga—P>Ga—As,故GaN、GaP、GaAs的熔点逐渐降低。(5)①根据GaN的晶胞结构及镓原子采取最密堆积方式可知,镓原子周围距离最近的镓原子数目为12。②六方晶胞中原子的数目往往采用均摊法:位于晶胞顶点的原子为6个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为16;位于晶胞面心的原子为2个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为12;位于晶胞侧棱的原子为3个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为13;位于晶胞体内的原子为1个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为1。GaN晶胞中镓原子个数为12×16+2×12+3=6,氮原子个数为6×13+4=6,所以该晶胞化学式为Ga6N6,质量为6×84NAg,该六棱柱的底面为正六边形,边长为acm,底面的面积为6个边长为acm的正三角形面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为6×34a2cm2,根据“分割”出的平行六面体(图2)及其体积可知,六棱柱的高为2×63acm,所以晶胞的体积为32a8.〖答案〗(1)(2)K+失去的是全充满的3p6电子,所需能量较高,Ti+失去的是4s1电子,相对较易失去,故I2(Ti)<I2(K)(3)①6sp3、sp2②bd(4)三者均为分子晶体,组成与结构相似,随着相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔、沸点升高(5)TiO2+正四面体(6)331ρ〖解析〗:(1)基态钛原子有4个价电子,根据构造原理,4s能级能量较低,电子先填满4s能级,再填入3d能级;根据泡利原理和洪特规则,2个电子先填入4s能级的1个轨道,自旋相反,3d能级有5个轨道,剩余2个电子应先占据不同的轨道,且自旋平行,故〖答案〗为。(2)基态Ti+的电子排布为〖Ar〗3d24s1,再失去1个电子,4s轨道将变为全空状态,趋势较大,所需能量I2(Ti)较低;基态K+的电子排布为〖Ne〗3s23p6,再失去1个电子,将破坏3p6的全充满状态,所需能量I2(K)较高。(3)①由配合物的结构可知,Ti的配位数为6,甲基碳的杂化轨道类型为sp3,双键碳的杂化轨道类型为sp2。②该配合物中存在配位键和共价键,故选bd。(4)TiCl4、TiBr4、TiI4的熔、沸点逐渐升高,原因是它们均为分子晶体,组成和结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高。(5)可用均摊法确定硫酸氧钛晶体中阳离子的化学式,每个钛原子连接2个氧原子,每个氧原子只有一半属于它,所以钛原子与氧原子的个数比=1∶(12×2)=1∶1,则阳离子的化学式为TiO2+;硫酸氧钛的阴离子为SO42-,中心原子S的价层电子对数为4+(6)根据TiN的晶胞结构可知,一个TiN晶胞中,钛原子数和氮原子数均为4,m(晶胞)=m(Ti)+m(N)=4NAmol-1×48g·mol-1+4NAmol-1×14g·mol-1=248NAg,V(晶胞)=m(晶胞)ρ(晶胞)晶体结构与性质基础巩固1.(2020重庆模拟)现有几组物质的熔点(℃)数据:A组B组C组D组金刚石:>3500℃Li:181℃HF:-83℃NaCl:801℃硅晶体:1410℃Na:98℃HCl:-115℃KCl:776℃硼晶体:2300℃K:64℃HBr:-89℃RbCl:718℃二氧化硅:1713℃Rb:39℃HI:-51℃CsCl:645℃据此回答下列问题:(1)A组属于晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是。

(2)B组晶体共同的物理性质是(填序号)。

①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于。

(4)D组晶体可能具有的性质是(填序号)。

①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电2.(2020四川广安调研)现有A、X、Y、Z、W五种元素,它们的原子序数依次增大。A元素原子的核外电子总数与其周期序数相同;X基态原子的L层中有3个未成对电子;Y基态原子的2p轨道上有一个电子的自旋状态与2p轨道其他电子不同;Z基态原子的3p轨道上得到两个电子后不能再容纳外来电子;W基态原子的最外层电子数为1,其余内层均充满电子。请回答下列问题:(1)这五种元素中,电负性最大的元素基态原子的电子排布式是,W位于元素周期表的(填“s”“p”“d”或“ds”)区。

(2)已知X2Y分子中Y原子只与一个X原子相连,请根据等电子原理写出X2Y的电子式:,其中心原子的杂化轨道类型是,1molX2Y含有的π键数目为。

图1(3)W可以形成配合物。A、X、Y、Z、W五种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈正四面体结构,该阴离子的化学式为;其阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图1所示),该阳离子的化学式为;该化合物加热时首先失去的成分是,判断理由是。

图2(4)W、X形成的某种化合物的晶胞结构为如图2所示的立方晶胞(其中X显-3价),则其化学式为。设阿伏加德罗常数的值为NA,距离最近的两个W粒子的核间距为acm,则该晶体的密度为g·cm-3。(用含有a和NA的代数式表示)

3.(1)人工氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如图所示。①该晶体中与Ti原子距离最近且相等的Ti原子有个,与Ti原子距离最近且相等的N原子有个,这几个N原子形成的空间形状是。

②该晶体的熔点高于NaCl晶体的熔点,其原因是。

(2)钴晶体的一种晶胞是一种体心立方堆积(如图所示),若该晶胞的边长为anm,密度为ρg·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则钴的相对原子质量可表示为。

4.钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产、生活中有重要的应用。回答下列问题:(1)写出As的基态原子的电子排布式:。

(2)N、P、As为同一主族元素,其电负性由大到小的顺序为,它们的氢化物沸点最高的是。将NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO42-(3)Fe3+、Co3+与N3-、CN①K3〖Fe(CN)6〗可用于检验Fe2+,配体CN-中碳原子杂化轨道类型为。

②〖Co(N3)(NH3)5〗SO4中Co的配位数为,其配离子中含有的化学键类型为(填“离子键”“共价键”或“配位键”),C、N、O的第一电离能最大的为,其原因是。

(4)砷化镓晶胞结构如图。晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的立体构型为。已知砷化镓晶胞边长为apm,其密度为ρg·cm-3,则阿伏加德罗常数的数值为(列出计算式即可)。

5.磷化铟和砷化铟纳米晶具备独特的光学和电学特性,广泛应用于生物医学、通信、太阳能电池等领域。回答下列问题:(1)基态磷原子的电子排布式为;基态砷原子中未成对电子数为。

(2)PH3分子立体构型为;AsO33-(3)AsH3与NH3在水中溶解度较大的是,其原因是。

(4)酞菁铟是有机分子酞菁与金属铟形成的复杂分子,结构简式如图1所示,该分子中存在的化学键为(填选项字母)。

图1a.σ键 b.π键 c.离子键 d.配位键(5)砷化铟的晶胞结构如图2所示,砷化铟晶体的化学式为;该晶胞的棱长为acm,则砷化铟晶体的密度为(用含a、NA的代数式表示)。

图2能力提升6.(2020湖北孝感联考)磷及其化合物与人们的健康和生产生活密切相关。请回答下列问题:(1)基态磷原子的价电子排布图为,其第一电离能比硫的(填“大”或“小”)。

(2)羟基磷灰石〖Ca(PO4)3OH〗是牙齿中的重要矿物质,其中羟基(—OH)中氧原子的杂化方式为,PO43-的立体构型为(3)P4O6的分子结构中只含有单键,且每个原子的最外层都满足8电子稳定结构,则该分子中含有的共价键数目是。

(4)磷酸和亚磷酸(H3PO3)是磷元素的两种含氧酸。亚磷酸与NaOH反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐,则H3PO3的结构式为,其为元酸,原因是。

(5)磷酸分子间脱水可生成多磷酸,其某一钙盐的结构如下图所示:由图推知该多磷酸钙盐的通式为。

(6)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞如下图所示,其密度为ρg·cm-3,设NA是阿伏加德罗常数的值,则磷原子的配位数为,晶胞参数为pm。

7.(2020山东部分学校联考)导弹有神奇的命中率,这主要与其材料息息相关,镓(Ga)、锗(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的单质及某些化合物(如砷化镓、磷化镓等)都是常用的半导体材料。回答下列问题:(1)硒常用作光敏材料,基态硒原子的核外电子排布式为〖Ar〗。

(2)根据元素周期律,原子半径GaAs(填“大于”或“小于”,下同),第一电离能GaAs。

(3)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位数是。

(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料,晶体类型与晶体硅类似,熔点如下表所示,分析其变化原因:。

晶体GaNGaPGaAs熔点/℃170014801238(5)GaN晶胞的结构如图1所示。已知六棱柱底边边长为acm,阿伏加德罗常数的值为NA。①GaN晶胞中镓原子采用最密堆积方式,每个镓原子周围距离最近的镓原子数目为。

②从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图2。若该平行六面体的体积为2a3cm3,则GaN晶体的密度为g·cm-3。(用含a、NA的代数式表示)

拓展深化8.(2020山东济南二中线上检测)钛被誉为“21世纪的金属”,可呈现多种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题:(1)基态钛原子的价层电子的电子排布图为。

(2)已知电离能:I2(Ti)=1310kJ·mol-1,I2(K)=3051kJ·mol-1。I2(Ti)<I2(K),其原因为。

(3)某钛配合物可用于催化环烯烃聚合,其结构如图所示:①钛的配位数为,碳原子的杂化轨道类型有。

②该配合物中存在的化学键有(填字母)。

a.离子键b.配位键c.金属键d.共价键e.氢键(4)钛与卤素形成的化合物的熔、沸点如下表所示:化合物TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃-24.138.3155沸点/℃136.5233.5377分析TiCl4、TiBr4、iI4的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是。

(5)已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图所示,该阳离子化学式为。阴离子的空间结构为。

(6)已知TiN晶体的晶胞结构如图所示,若该晶胞的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中钛原子与氮原子的最近距离为pm。(用含ρ、NA的代数式表示)

课时规范练36晶体结构与性质1.〖答案〗(1)原子共价键(2)①②③④(3)HF分子间能形成氢键(4)②④〖解析〗:(1)A组熔点很高,为原子晶体,是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体,具有①②③④四条共性。(3)HF存在分子间氢键,故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体,具有②④两条性质。2.〖答案〗(1)1s22s22p4ds(2)··N(3)SO42-〖Cu(NH3)4(H2O)2〗2+H2O与Cu2+形成的配位键比NH3与Cu2+形成的配位键弱(4)Cu3N206〖解析〗:A、X、Y、Z、W五种元素的原子序数依次增大。A元素原子的核外电子总数与其周期序数相同,故A为H;X基态原子的L层中有3个未成对电子,故X为N;Y基态原子的2p轨道上有一个电子的自旋状态与2p轨道上其他电子的自旋状态相反,故Y为O;Z基态原子的3p轨道上得到两个电子后不能再容纳外来电子,故Z为S;W基态原子的最外层电子数为1,其余各电子层均充满电子,故W为Cu。(1)电负性最大的元素为O,其基态原子的电子排布式为1s22s22p4。Cu为29号元素,在元素周期表中位于ds区。(2)N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连,N2O与CO2互为等电子体,故N2O的电子式为

··N······N····O····,中心原子氮原子的杂化轨道类型为sp,1分子N2O中的π键数目为2,故1molN2O中含有的π键数目为2NA。(3)五种元素形成的1∶1型离子化合物中,阴离子呈正四面体结构,则阴离子为SO42-,结合题图可知该阳离子结构中含有1个Cu2+、4个NH3及2个H2O,故阳离子的化学式为〖Cu(NH3)4(H2O)2〗2+。加热化合物时根据配位键强弱来确定首先失去的成分。(4)由题图的晶胞结构可知氮原子的数目为8×18=1,铜原子的数目为12×14=3,所以其化学式为Cu3N。设晶胞边长为3.〖答案〗(1)①126正八面体②氮化钛晶体中阴、阳离子的电荷数均高于氯化钠晶体中阴、阳离子的电荷数,氮化钛晶体的晶格能高于氯化钠晶体的晶格能(2)5a3ρNA×10-22〖解析〗:(1)①与Ti原子距离最近且相等的Ti原子有12个,与Ti原子距离最近且相等的N原子有6个(在Ti原子的上、下、左、右、前、后)。②氮化钛晶体中阴、阳离子的电荷数均高于氯化钠晶体中阴、阳离子的电荷数,氮化钛晶体的晶格能高于氯化钠晶体的晶格能,因此氮化钛晶体的熔点高于NaCl晶体的熔点。(2)该晶胞中Co原子的个数为8×18+1=2,则该晶胞的质量为2MrNAg=ρg·cm-3×(a×10-7cm)3,Mr=5a34.〖答案〗(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或〖Ar〗3d104s24p3(2)N>P>AsNH3NO(3)①sp②6共价键、配位键N氮原子2p能级中的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子(4)正四面体4×145〖解析〗:(1)As的原子序数为33,由构造原理可知其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或〖Ar〗3d104s24p3。(2)As、P、N元素属于同一主族元素,其原子序数逐渐减小,则其电负性逐渐增大,即电负性:N>P>As;它们的氢化物中,NH3分子间可形成氢键,沸点最高;原子个数相等、价电子数相等的微粒属于等电子体,等电子体结构相似,与SO42-互为等电子体的该阴离子是NO43-。(3)①CN-中碳原子价层电子对数=1+12×(4+1-1×3)=2,所以采取sp杂化;②C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但氮原子2p能级上的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子,所以其第一电离能大小顺序是N>O>C。(4)Ga与周围等距离且最近的As形成立体构型为正四面体结构;由题图可知一个GaAs晶胞含有4个Ga和4个As,若晶胞的边长为apm,则晶胞体积为(a×10-10)3cm3,晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞质量为(a×10-10)3cm3×ρg·cm-3=ρa3×10-30g,则ρa3×10-30g×NAmol-1=4×145g·mol5.〖答案〗(1)1s22s22p63s23p3或〖Ne〗3s23p33(2)三角锥形sp3(3)NH3NH3与水分子之间易形成氢键(4)abd(5)InAs760a3〖解析〗:(1)P的原子序数为15,原子核外有15个电子,P的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或〖Ne〗3s23p3;砷元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,未成对电子数为3。(2)中心原子磷原子形成了3个σ键,另外还有1对未成键孤电子对,其价层电子对的总数是4,故采用sp3杂化,分子的立体构型为三角锥形;AsO43-中心原子的价层电子对数为5+32=4,所以砷原子的杂化方式为sp3杂化。(3)因为NH3与水分子之间易形成氢键,故AsH3与NH3在水中溶解度较大的是NH3。(4)根据酞菁铟的结构简式可知,该分子中存在的化学键为σ键、π键和配位键。(5)由砷化铟的晶胞结构,根据均摊法可得,每个晶胞含有8×18+6×12=4个铟原子,4个砷原子,砷化铟晶体的化学式为InAs;该晶胞的棱长为acm,则砷化铟晶体的密度为ρ=4×190NAa3g6.〖答案〗(1)大(2)sp3正四面体形O(或氧元素)(3)12(4)或二一个H3PO3分子中只有两个羟基,含氧酸羟基上的氢易电离(5)(CaP2O6)n(6)43168ρ〖解析〗:(1)P是15号元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,其价电子排布式为3s23p3,所以基态磷原子价电子排布图为;由于其最外层的3p能级电子处于半充满的稳定状态,所以失去一个电子比元素S的原子难,需要的能量高,故其第一电离能比硫的大。(2)—OH中氧原子的价层电子对数为6+22=4,所以氧原子采取sp3方式杂化;PO43-中磷原子价层电子对数=4+(3)磷原子最外层有5个电子,氧原子最外层有6个电子,要使分子中每个原子都达到8电子稳定结构,其结构式应为,可见分子中含有的共价键为12个。(4)亚磷酸与NaOH溶液发生酸碱中和反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐,羟基氢原子能电离产生H+,说明H3PO3分子中含有2个—OH,它属于二元酸,由于磷原子最外层有5个电子,则H3PO3的结构式为或。(5)由图推知该多磷酸钙盐最小的重复单元是CaP2O6,所以该多磷酸钙盐的通式为(CaP2O6)n。(6)根据晶体结构可知每个硼原子被四个距离相等且最近的磷原子包围,每个磷原子被四个距离相等且最近的硼原子包围,所以磷原子的配位数是4;