Question

【題目】鈦、鐵、砷、硒、鋅等元素的單質及其化合物在化工、醫藥、材料等領域有著廣泛的應用。

（1）基態Ti原子中，最高能層電子的電子云輪廓形狀為_______，與Ti同周期的所有過渡元素的基態原子中，最外層電子數與鈦不同的元素有________種。

（2）鐵的第三電離能、第四電離能分別為和，遠大于的原因是______________________。

（3）離子可用于的檢驗，其對應的酸有兩種，分別為硫氰酸和異硫氰酸。

①寫出與互為等電子體的一種微粒_________分子或離子；

②異硫氰酸的沸點比硫氰酸沸點高的原因是_______________。

（4）成語“信口雌黃”中的雌黃分子式為，分子結構如圖1所示，As原子的雜化方式為_______________。

（5）離子化合物的晶胞結構如圖2所示。一個晶胞含有的鍵有__________個。

（6）硒化鋅的晶胞結構如圖所示，圖中X和Y點所堆積的原子均為____________填元素符號；該晶胞中硒原子所處空隙類型為____________填“立方體”、“正四面體”或“正八面體”，該種空隙的填充率為____________；若該晶胞密度為，硒化鋅的摩爾質量為。用代表阿伏加德羅常數的數值，則晶胞參數a為____________nm。

Answer 1

【答案】球形 2 的3d能級半充滿，結構穩定 或、、 異硫氰酸分子間存在氫鍵 雜化 正四面體 。

【解析】

（1）根據構造原理寫出核外電子排布式，判斷出最高能級的形狀，與Ti同周期的所有過渡元素的基態原子中，最外層電子數與鈦不同，結合構造原理與洪特規則特例，符合條件元素原子的價電子排布為3d54s1、3d104s1；

（2）價電子排布為全滿或半滿時，處于穩定結構，此時電離能將增大；

（3）C原子與1個單位負電荷可以等效替換為N原子，N原子與1個單位負電荷可以替換為O原子，S原子可以用氧原子替換，與SCN-互為等電子體的一種微粒為：N2O、CO2、CS2、OCN-（任意一種）；從氫鍵的角度分析沸點的高低。

（4）由結構圖可知，黑色球為As、白色球為S，分子中As原子形成3個σ鍵、還含有1對孤電子對，雜化軌道數目為3+1=4，故As雜化方式為sp3雜化；

（5）計算出晶胞中C22-數目，每個C22-中含2個π鍵；

（6）根據圖示，Zn原子處于晶胞的頂點與面心，晶胞中Zn原子形成正四面體結構有8個，其中4個正四面體中心填充Se原子，正四面體空隙的填充率為50%；V== =，N可以從晶胞構型中計算出N=4，NA、M、ρ均為已知，代入公式可以得到體積，晶胞參數等于體積的三次開方。

（1）基態Ti原子的核外電子排布式為[Ar]3d24s2，最高能層電子為4s能級，電子云輪廓圖形為球形；與Ti同周期的所有過渡元素的基態原子中，最外層電子數與鈦不同，結合構造原理與洪特規則特例，符合條件元素原子的價電子排布為3d54s1、3d104s1，故有2種，

故答案為：球形；2；

（2）由Fe2+變為Fe3+體現Fe的第三電離能，即價電子由3d6變為3d5；當從3d5狀態再失去一個電子時，體現第四電離能，因3d5為半充滿狀態，較為穩定，故第四電離能大于第三電離能，

故答案為：Fe3+的3d能級半充滿，結構穩定；

（3）①C原子與1個單位負電荷可以等效替換為N原子，N原子與1個單位負電荷可以替換為O原子，S原子可以用氧原子替換，與SCN-互為等電子體的一種微粒為：N2O、CO2、CS2、OCN-（任意一種），

故答案為：或、、；

②異硫氰酸分子間含有氫鍵，故異硫氰酸的沸點比硫氰酸沸點高；

故答案為：異硫氰酸分子間存在氫鍵 ；

（4）由結構圖可知，黑色球為As、白色球為S，分子中As原子形成3個σ鍵、還含有1對孤電子對，雜化軌道數目為3+1=4，故As雜化方式為sp3雜化，

故答案為：sp3雜化；

（5）晶胞中C22-數目為：12×+1=4，每個C22-中含2個π鍵，一個晶胞含有平均有π鍵數目為：2×4=8，

故答案為：8；

（6）晶胞中Se、Zn原子數目之比為1：1，Zn原子處于晶胞的頂點與面心，Se原子與周圍的4個Zn原子形成正四面體構型，Se處于正四面體的中心，X，Y都代表Zn；晶胞中Zn原子形成正四面體結構有8個，其中4個正四面體中心填充Se原子，正四面體空隙的填充率為50%；晶胞中Zn原子數目為：8×+6×=4、Se原子數目為4，晶胞中各微�？傎|量為：g，晶胞體積為：，晶胞參數a=cm=nm，

故答案為：；正四面體；；。