Question

【題目】[化學-選修3：物質結構與性質]

(1)丙酮()分子中2號碳原子的雜化方式為__________；

(2)寫出鎳原子的電子排布式_____________；

(3)H2O分子的鍵角比NH3分子的鍵角小，原因是_____________________________________ ；

(4)N、P、As屬于同族元素，它們的簡單氫化物沸點由大到小的順序為_________________(用化學式表示)，其原因是 ____________________________________；

(5)由銅與氯形成的一種化合物的晶胞結構如圖所示(黑點代表銅原子)。

①將晶胞內的4個黑點相互連接所形成的立體構型是______________；

②晶體中與一個氯原子距離最近的氯原子有___________個；

③已知該晶體的密度為ρg.cm-3，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體中銅原子和氯原子之間的最短距離為____________pm(列出計算式即可)；

Answer 1

【答案】sp2雜化 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。 NH3中存在1對孤電子對，H2O中存在2對孤電子對，孤對子對數越多，和其他電子發生排斥作用越大，鍵角越小。 NH3>AsH3> PH3 NH3分子間有氫鍵，沸點最高，AsH3的相對分子質量比PH3大 正四面體型 12 (31/2/4) ×[4×99.5/ (NA×ρ）]1/3×1010

【解析】

（1）丙酮()分子中2號碳原子的雜化方式為sp2雜化。

（2）鎳元素原子核外有28個電子，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。

（3）NH3、H2O分子中心原子都是sp3雜化， NH3中存在1對孤電子對，H2O中存在2對孤電子對，孤對子對數越多，和其他電子發生排斥作用越大，鍵角越小。

（4）對于組成和結構相似的分子晶體，比較熔沸點大小時，先看有沒有氫鍵， 沒有氫鍵，再看相對分子質量，一般都是相對分子質量越大，熔沸點越高。

（5）①由該晶胞可以看出，與金剛石晶胞相似，所以晶胞內的四個黑點相互連接，可以組

成一個正四面體形。

②晶胞是孤立體系，周圍有無數晶胞重疊，從底心的Cl看出，周圍最近的原子有8個，下面一個晶胞有4個，因此在它周圍最近的Cl有12個。

③設晶胞邊長為acm，則一個晶胞的體積為a3cm3，一個晶胞中含有4個Cu，含有4個Cl，則1個晶胞的質量為m=(4×64+4×35.5)/NA g=(4×99.5/NA)g，因為密度為ρg.cm-3，所以晶胞邊長a=[4×99.5/ (NA×ρ)]1/3cm；CuCl的晶胞與金剛石晶胞相似，所以該晶體中銅原子和氯原子之間的最短距離為體對角線的四分之一，即(31/2/4) ×[4×99.5/( NA×ρ）]1/3cm=(31/2/4) ×[4×99.5/( NA×ρ）]1/3×1010pm。

（1）丙酮中羰基碳原子與兩個甲基碳原子和一個氧原子相連，丙酮()分子中2號碳原子的雜化方式為sp2雜化，故答案為：sp2雜化。

（2）鎳元素原子核外有28個電子，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，故答案為：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。

（3）NH3、H2O分子中心原子都是sp3雜化， NH3中存在1對孤電子對，H2O中存在2對孤電子對，孤對子對數越多，和其他電子發生排斥作用越大，鍵角越小，故答案為：NH3中存在1對孤電子對，H2O中存在2對孤電子對，孤對子對數越多，和其他電子發生排斥作用越大，鍵角越小。

（4）NH3分子間有氫鍵，氫鍵比分子間作用力大，所以沸點最高；對于組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，沸點越高，As的相對原子質量大于P，所以沸點：NH3>AsH3> PH3，故答案為：NH3>AsH3> PH3；NH3分子間有氫鍵，沸點最高，AsH3的相對分子質量比PH3大。

（5）①由該晶胞可以看出，與金剛石晶胞相似，所以晶胞內的四個黑點相互連接，可以組

成一個正四面體形，故答案為:正四面體型。

②晶胞不應作為孤立體系而存在，周圍有無數晶胞重疊，從底心的Cl看出，周圍最近的Cl原子有8個（4個頂點和鄰近的4個面心），下面一個晶胞有4個（鄰近的4個面心），因此在它周圍最近的Cl有12個，故答案為：12。

③設晶胞邊長為acm，則一個晶胞的體積為a3cm3，一個晶胞中含有4個Cu，含有4個Cl，則1個晶胞的質量為m=(4×64+4×35.5/NA)g=(4×99.5/NA)g，因為密度為ρg.cm-3，所以晶胞邊長a=[4×99.5/ (NA×ρ)]1/3cm；CuCl的晶胞與金剛石晶胞相似，所以該晶體中銅原子和氯原子之間的最短距離為體對角線的四分之一，即：(31/2/4) ×（4×99.5/ NA×ρ）1/3cm=(31/2/4) ×[4×99.5/ (NA×ρ）]1/3×1010pm。故答案為：(31/2/4) ×[4×99.5/ (NA×ρ）]1/3×1010pm。