Question

【化學－物質結構與性質】（15分）
原子序數依次遞增的甲、乙、丙、丁、戊是周期表中前30號元素，其中甲、乙、丙三元素的基態原子2p能級都有單電子，單電子個數分別是2、3、2；丁與戊原子序數相差18，戊元素是周期表中ds區的第一種元素�；卮鹣铝袉栴}：
（1）甲能形成多種常見單質，在熔點較低的單質中，每個分子周圍緊鄰的分子數為     ；在熔點很高的兩種常見單質中，X的雜化方式分別為       、        。
（2）14g乙的單質分子中π鍵的個數為___________。
（3）+1價氣態基態陽離子再失去一個電子形成+2價氣態基態陽離子所需要的能量稱為第
二電離能I₂，依次還有I₃、I₄、I₅…，推測丁元素的電離能突增應出現在第       電離能。
（4）戊的基態原子有       種形狀不同的原子軌道；
（5）丙和丁形成的一種離子化合物的晶胞結構如圖，該晶體中陽離子的配位數為         。距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構成的幾何體為              。已知該晶胞的密度為ρ g/cm³，阿伏加德羅常數為N_A，求晶胞邊長a=__________cm。 (用含ρ、N_A的計算式表示)

（6）甲、乙都能和丙形成原子個數比為1：3的常見微粒，推測這兩種微粒的空間構型為      

Answer 1

（1）12、（2分）sp²（1分）、sp³（1分）
（2）N_A（1分）  （3）二（1分）   （4）3 （2分） 
（5）8 (2分) 正方體（立方體）（1分）（2分）   （6）平面三角形（2分）

根據元素的結構及位置可知，甲、乙、丙、丁、戊分別是C、N、O、Na、Cu。
（1）碳單質中熔點較低的是C₆₀，所以每個分子周圍緊鄰的分子數為3×8÷2＝12個。熔點較高的是金剛石和石墨，金剛石中碳原子是sp3雜化，而石墨層狀結構，碳原子是sp2雜化。
（2）氮氣分子中含有三鍵，三鍵是由1個δ鍵和2個π鍵構成的，14個氮氣是0.5mol，所以分子中π鍵的個數為N_A。
（3）鈉是第IA元素，失去1個電子后，就達到穩定結構，所以電離能突增應出現在第二電離能。
（4）銅原子的基態原子軌道是s、p、d，所以有3種形狀不同的原子軌道。
（5）根據晶胞結構可知，頂點和面心處是陰離子，陽離子全部在中間，所以與鈉離子最近的陰離子是8個，即配位數是8。而距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構成的幾何體是正方體。該晶胞中含有4個陰離子，所以有，解得a=。
（6）甲、乙都能和丙形成原子個數比為1：3的常見微粒分別是CO₃^2－、NO₃^－，中心原子含有的孤對電子分別是（4＋2－2×3）÷2＝0、（5＋1－2×3）÷2＝0，所以都是平面三角形結構。