Question

【題目】1911年，科學家發現汞在4.2K以下時電阻突然趨近于零——即低溫超導性。1986年，科學家又發現了Nb3Ge在23K下具有超導性。1987年2月，趙忠賢及合作者獨立發現了在液氮溫區(沸點77 K)的高溫超導體，其晶胞如圖所示，元素組成為Ba-Y-Cu-O(臨界溫度93 K)，推動了國際高溫超導研究。趙忠賢院士獲得2016年度國家最高科學技術獎。

回答下列問題：

（1）鈮Nb位于第五周期，Nb的外圍電子排布式為4d45s1，Nb位于_______族

（2）下列關于Ge元素敘述正確的是______(從下列選項中選擇)

A．Ge晶體屬于準金屬，且為共價晶體 B．Ge屬于p區的過渡金屬

C．Ge的第一電離能比As、Se均要小 D．Ge的電負性比C大

（3）Ge(CH3)2Cl2分子的中心原子Ge的雜化方式是______________

（4）NH3也常作致冷劑，其鍵角_______(填“大于”或“小于”)109°28′，NH3的沸點(239.6 K)高于N2沸點的主要原因是___________________________

（5）圖示材料的理想化學式(無空位時)為___________________，若Y(釔)元素的化合價為+3，則Cu的平均化合價為_______

（6）金屬銅屬于面心立方最密堆積，其晶胞中Cu原子的最近距離為a cm，金屬銅的晶體密度為ρ g/cm3，阿伏伽德羅常數為NA，則銅的相對原子質量為________ (只含一個系數，用a、ρ、NA表示)。

Answer 1

【答案】VBA Csp3小于NH3分子間有氫鍵，N2分子間無氫鍵，致使NH3的沸點更高Ba2YCu3O9+11/3a3ρNA或0.707a3ρNA

【解析】

（1）鈮Nb位于第五周期，Nb的外圍電子排布式為4d45s1，在周期表的ds區，第5軌道上有電子所以位于第五周期，4d 上有4個電子和5s上有一個電子所以是在VB族；（2）A．Ge位于元素周期表金屬元素與非金屬元素的分界線附近，晶體屬于準金屬，且為共價晶體，選項A正確；B．Ge屬于p區，但不屬于過渡金屬，選項B錯誤；C．同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，As的4p能級含有3個電子，為半滿穩定狀態，第一電離能較高，則第一電離能As>Se>Ge，選項C正確；D．同主族從上到下非金屬性減弱電負性減弱，則Ge的電負性比C小，選項D錯誤。答案選AC；（3）Ge(CH3)2Cl2分子的中心原子Ge的價層電子對是4，其雜化方式是sp3；（4）NH3也常作致冷劑，其分子構型是三角錐形，其鍵角小于109°28′，NH3的沸點(239.6 K)高于N2沸點的主要原因是NH3分子間有氫鍵，N2分子間無氫鍵，致使NH3的沸點更高；（5）晶胞內部含有2個鋇原子、1個Y原子，棱上含有8個銅原子、20個O原子，頂點含有8個銅原子，面心含有8個O原子，共3個銅原子、9個O原子，圖示材料的理想化學式(無空位時)為Ba2YCu3O9，若Y(釔)元素的化合價為+3，則Cu的平均化合價為；（6）金屬銅屬于面心立方最密堆積，其晶胞中含有4個銅原子，Cu原子的最近距離為a cm，則晶胞邊長為，金屬銅的晶體密度為ρ g/cm3，阿伏伽德羅常數為NA，則有，故銅的相對原子質量為a3ρNA。