Question

物質結構理論有助于人們理解物質變化的本質，進行分子設計和研究反應規律。請回答下列問題：
（1）第三周期基態原子有2個未成對電子且電負性最大的元素是_____；
（2）金屬晶體受到外力作用時易發生形變，而離子晶體容易破裂。試從結構的角度分析其中的主要原因____________；
（3）已知在水中存在平衡2H₂O＝H₃O^＋＋OH^－。下列分子中，中心原子采取的雜化方式與H₃O⁺中氧原子的雜化方式相同的是_____
a.CH₂=CH₂中的碳原子             b.NH₂^－中的氮原子
c.ClO₃^－中的氯原子               d.NO₂^－中的氮原子
（4）F、Mg、K三種元素形成的晶體晶胞結構如圖所示，一個晶胞中Mg元素的質量分數為________。

Answer 1

（1）S（或硫磺）（1分） （2）金屬晶體是由金屬陽離子和“自由電子”通過金屬鍵形成的層狀緊密堆積結構（1分），當金屬受外力作用時，金屬晶體中各原子層會發生相對滑動，產生形變，自由電子使得各層之間始終保持著金屬鍵的作用（1分）。離子晶體中由于陰陽離子間存在著靜電作用，使陰陽離子不能發生自由移動，因而受到外力作用時離子鍵被破壞而使晶體破裂（1分）
（3）bc（2分） （4）20%（2分）

試題分析：（1）第三周期基態原子中含有兩個未成對電子的元素有Si、S兩種元素，同一周期中，元素的電負性隨著原子序數的增大而增大，所以Si的電負性小于S元素。
（2）金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電子，存在的作用力是金屬鍵，金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成的層狀緊密堆積結構。當金屬受外力作用時，金屬晶體中各原子層會發生相對滑動，產生形變，自由電子使得各層之間始終保持著金屬鍵的作用；離子晶體中存在的微粒是陰陽離子，存在的作用力是離子鍵，離子晶體中由于陰陽離子間存在著靜電作用，使陰陽離子不能發生自由移動，因而受到外力作用時離子鍵被破壞而使晶體破裂。
（3）H₃O⁺中中心氧原子含有3個σ鍵和一個孤電子對，所以其價層電子對數是4，則氧原子采取sp³雜化。a．CH₂═CH₂中的每個碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對，所以采取sp²雜化，故錯誤；b．NH₂^－中的氮原子含有2個σ鍵和（5＋1－2×1）÷2＝2個孤電子對，所以氮原子采取sp³雜化，故b正確；c．ClO₃^－中的氯原子含有3個σ鍵和（7＋1－3×2）÷2＝1個孤電子對，所以其價層電子對數是4，則氯原子采取sp³雜化，故c正確；d．NO₂^－中的氮原子含有2個σ鍵和（5＋1－2×2）÷2＝1個孤電子對，所以其價層電子對數是3，所以氮原子采取sp²雜化，故d錯誤，因此答案選bc。
（4）根據晶胞結構并依據均攤法可知，該晶胞中含有鎂原子個數＝8×＝1，鉀原子個數＝1，氟原子個數＝12×＝3，所以其化學式為KMgF₃，因此該化合物中鎂元素的質量分數＝×100%＝20%。