Question

【題目】第四周期中的18種元素具有重要的用途，在現(xiàn)代工業(yè)中備受青睞。

（1）鈦原子的價(jià)電子排布式為______________________，TiCl4沸點(diǎn)136℃，熔點(diǎn)－25℃，晶體類型為___________晶體。

（2）銅的第二電離能(I2)卻大于鋅的第二電離能，其主要原因是______________________。

（3）與As同主族的短周期元素是N、P。AsH3中心原子軌道雜化的類型_________________；一定壓強(qiáng)下將AsH3、NH3和PH3的混合氣體降溫時(shí)液化順序是______________________，理由是______________________。

（4）鉻是一種硬而脆抗腐蝕性強(qiáng)的金屬，常用于電鍍和制造特種鋼。下圖1為鉻的晶胞結(jié)構(gòu)圖，則鉻晶胞屬于___________堆積；該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為___________。

（5）鈷晶體的一種晶胞(如圖2所示)的邊長(zhǎng)為anm，密度為ρg·cm－3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則鈷原子半徑為___________mm，鈷的相對(duì)原子質(zhì)量可表示為___________。

Answer 1

【答案】3d24s2 分子 氣態(tài)Cu失去一個(gè)電子變成結(jié)構(gòu)為[Ar]3d10的Cu+，此時(shí)3d軌道處于全滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大，而氣態(tài)Zn失去一個(gè)電子變成結(jié)構(gòu)為[Ar]3d104s1的Zn+，易再失去一個(gè)電子，所以Zn的第二電離能相對(duì)較小。 sp3 NH3 AsH3PH3 NH3分子間有氫鍵，AsH3和PH3結(jié)構(gòu)相似，而AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH3的相對(duì)分子質(zhì)量，所以分子間作用力AsH3大于PH3 體心立方 68 a 5a3ρNA

【解析】

（1）根據(jù)鈦原子電子排布分析其價(jià)電子排布式，依據(jù)沸點(diǎn)判斷晶體類型；

（2）根據(jù)軌道中電子處于全滿、全空、半滿時(shí)較穩(wěn)定,再失去電子需要的能量較大來(lái)分析；

（3）與As同主族的短周期元素是N、P，所以AsH3的結(jié)構(gòu)應(yīng)與NH3相似，NH3分子之間有氫鍵，沸點(diǎn)較高；

（4）由圖1可以看出鉻晶胞屬于體心立方堆積，設(shè)晶胞參數(shù)（晶胞邊長(zhǎng)）為anm,則晶胞體積為a3,鉻原子半徑為：a,根據(jù)均攤原則晶胞中含有鉻原子數(shù)為81/81=2,故鉻原子體積為：（a）32，進(jìn)而求算該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率；

（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，計(jì)算晶胞的體積，依據(jù)密度計(jì)算摩爾質(zhì)量 。

（1）根據(jù)鈦原子電子排布式可知，鈦原子的價(jià)電子排布式為：3d24s2,由于TiCl4的熔、沸點(diǎn)較低，所以應(yīng)為分子晶體；

本題答案為：3d24s2, 分子。

（2）氣態(tài)Cu失去一個(gè)電子變成結(jié)構(gòu)為[Ar]3d10的Cu+，能量較低，而Cu的第二電離能相對(duì)較大（或氣態(tài)Zn失去一個(gè)電子變成結(jié)構(gòu)為[Ar]3d104s1的Zn+，易再失去一個(gè)電子，所以Zn的第二電離能相對(duì)較小）。

本題答案為：氣態(tài)Cu失去一個(gè)電子變成結(jié)構(gòu)為[Ar]3d10的Cu+，此時(shí)3d軌道處于全滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大，而氣態(tài)Zn失去一個(gè)電子變成結(jié)構(gòu)為[Ar]3d104s1的Zn+，易再失去一個(gè)電子，所以Zn的第二電離能相對(duì)較小。

（3）氨分子中氮原子按sp3方式雜化，N與As同主族，所經(jīng)AsH3的結(jié)構(gòu)應(yīng)與NH3相似，AsH3中心原子雜化的類型為sp3，NH3分子之間有氫鍵，沸點(diǎn)較高，所以一定壓強(qiáng)下將AsH3和NH3．PH3的混合氣體降溫時(shí)首先液化的是NH3，由于AsH3和PH3均為分子晶體，AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH3的相對(duì)分子質(zhì)量，所以分子間作用力AsH3大于PH3，故一定壓強(qiáng)下將AsH3、NH3和PH3的混合氣體降溫時(shí)液化順序是：NH3 AsH3PH3；

本題答案為：sp3、NH3 AsH3PH3、NH3分子間有氫鍵，AsH3和PH3結(jié)構(gòu)相似，而AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH3的相對(duì)分子質(zhì)量，所以分子間作用力AsH3大于PH3。

（4）由圖1可以看出鉻晶胞屬于體心立方堆積，設(shè)晶胞參數(shù)（晶胞邊長(zhǎng)）為anm,則晶胞體積為a3,鉻原子半徑為：a,根據(jù)均攤原則晶胞中含有鉻原子數(shù)為81/81=2,故鉻原子體積為：（a）32，所以該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為：[（a）32]/ a3=68；

本題答案為：體心立方，68。

（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，在晶胞中含有鈷原子數(shù)為81/81=2，晶胞邊長(zhǎng)為anm=acm，晶胞體積V=，由晶胞的邊長(zhǎng)可求面對(duì)角線及體對(duì)角線，體對(duì)角線的長(zhǎng)度是鈷原子半徑的4倍，鈷原子半徑為：anm，設(shè)鈷的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則1mol鈷的質(zhì)量為2M g，ρ==2M/(NAV)，M=5a3ρNA；

本題答案為：a 、5a3ρNA。