Question

【題目】[物質結構與性質]

根據物質結構有關性質和特點，回答下列問題：

(1)Ti基態原子核外電子排布式為__________，基態鋁原子核外電子云形狀有_______(填形狀名稱)

(2)丙烯腈(CH2=CH－CN)分子中σ鍵和π鍵的個數比為_______，分子中碳原子軌道的雜化類型是________。

(3)寫出與NH4+互為等電子體的一種分子和一種離子的化學式________、_______。

(4)鈦存在兩種同素異構體，α－Ti為六方最密堆積，β－Ti為體心立方堆積，鑒別兩種鈦晶體可以用_______法，由α－Ti轉變為β－Ti晶體體積_________(填“膨脹”或“收縮”)。

(5)處于一定空間運動狀態的電子在原子核外出現的概率密度分布可用_________形象化描述。

(6)Cu與O元素形成的某種化合物的晶胞結構如圖所示，晶胞中氧原子的配位數為_________，若阿伏加德羅常數為NA，晶胞的邊長為apm，該晶體的密度為_________g·cm－3

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2 球形、啞鈴形 2：1 sp2、sp CH4或SiH4或GeH4（任選一種） BH4+或AlH4+（任選一種） X射線衍射 膨脹 電子云 4

【解析】

（1）Ti在元素周期表的位置是第四周期IVB族，根據電子排布規律寫出其電子排布式；基態鋁的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p1，其中核外電子云有s、p兩種，再根據s、p電子云的輪廓圖形狀分析作答；

（2）1個單鍵含1個σ鍵，1個雙鍵含1個π鍵和1個σ鍵，1個三鍵含2個π鍵和1個σ鍵。根據分子結構式推出CH2=CH－CN分子內所含σ鍵和π鍵的數目，即可得出結論；再結合雜化軌道原理判斷其雜化類型；

（3）等電子體是指價電子數和原子數相同的分子、離子或基團，根據定義采用價電子遷移法得出結論；

（4）X射線衍射法可以獲得晶體中原子的分布情況，可鑒別六方最密堆積和體心立方堆積，根據體心立方是有間隙的分析作答；

（5）電子云是處于一定空間運動狀態的電子在原子核外出現的概率密度分布的形象化描述；

（6）根據晶胞結構，Cu原子與4個O原子相連，可計算出其配位數；利用均攤法計算晶胞中Cu、O原子數目，進而確定晶胞的質量，結合 = ，注意單位換算，1 pm = 10-10 cm計算其密度。

（1）Ti在元素周期表的位置是第四周期IVB族，故其核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；鋁原子核外電子云有s、p兩種，s為球形；p是啞鈴形，

故答案為：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；球形、啞鈴形；

（2）CH2=CH－CN分子結構中含一個碳碳雙鍵和一個碳氮三鍵，故σ鍵的數目為6個，π鍵的數目為3個，則σ鍵和π鍵的個數比為2：1；根據雜化軌道理論可知，其中形成叁鍵的碳氮不含孤對電子，雜化軌道數為2，故為sp雜化；形成碳碳雙鍵的碳原子不含孤對電子，雜化軌道數為3，故為sp2雜化，

故答案為：2：1；sp2、sp；

（3）NH4+價電子數為10，原子數為5，則與NH4+互為等電子體的可以是一種分子，如CH4、SiH4、GeH4中任意一種；也可以是一種離子，如BH4+、AlH4+中的任意一種離子，

故答案為：CH4或SiH4或GeH4（任選一種）；BH4+或AlH4+（任選一種）；

（4）六方最密堆積和體心立方堆積模型原子的排列方式不同，可用X射線衍射法鑒別，其中體心立方堆積分子內有間隔，空間利用率較低，所以由α－Ti轉變為β－Ti晶體體積會膨脹，

故答案為：X射線衍射法；膨脹；

（5）該晶胞中心有一個氧原子，其他8個銅原子都在晶胞頂點上，氧原子都在晶胞內，所以平均每個晶胞含有的銅原子為4×1=4，含有的氧原子為1×1+×8=2，因此其摩爾質量為(644+162) g/mol= 288 g/mol，因此一個晶胞的質量為 = g，則其密度為 = g·cm－3，

故答案為：。