Question

【題目】Al、Ti、Co、Cr、Zn 等元素形成的化合物在現代工業中有廣泛的用途。回答下列問題：

(1)下列狀態的鋁中，電離最外層的一個電子所需能量最小的是_____(填標號)。

A．[Ne]3s1 B．[Ne]3s2 C．[Ne]3s23p1 D．[Ne] 3s13p2

(2)熔融 AlCl3 時可生成具有揮發性的二聚體 Al2Cl6，二聚體 Al2Cl6 的結構式為_____；(標出配位鍵)其中 Al 的配位數為_________。

(3)與鈦同周期的所有副族元素的基態原子中，最外層電子數與基態鈦原子相同的元素有_____種。

(4)Co2＋的價電子排布式_________。NH3 分子與 Co2＋結合成配合物[Co(NH3)6]2＋，與游離的氨分子相比，其鍵角∠HNH_____(填“較大”，“較小”或“相同”)，解釋原因_____。

(5)已知 CrO5 中鉻元素為最高價態，畫出其結構式：_____。

(6)阿伏加德羅常數的測定有多種方法，X 射線衍射法就是其中的一種。通過對碲化鋅晶體的 X 射線衍射圖 象分析，可以得出其晶胞如圖 1 所示，圖 2 是該晶胞沿 z 軸的投影圖，請在圖中圓球上涂“●”標明 Zn 的位置_____。若晶體中 Te 呈立方面心最密堆積方式排列，Te 的半徑為 a pm，晶體的密度為 ρg/cm3，阿伏加德羅常數 NA=_____mol-1（列計算式表達）。

Answer 1

【答案】D 4 4 3d7 較大 NH3通過配位鍵與Co2+結合后，原來的孤電子對變為成鍵電子對，對其他N-H成鍵電子對的排斥力減小，N-H鍵之間的鍵角增大 (或Te與Zn的位置互換)

【解析】

(1)電離最外層的一個電子所需的能量：基態原子>激發態原子，第一電離能＜第二電離能＜第三電離能；

(2)二聚體Al2Cl6由Al提供空軌道，Cl原子提供孤電子對形成配位鍵，配合物中的配位數是指直接同中心離子(或原子)配位的原子數目；

(3)根據核外電子的排布特點分析；

(4)Co為27號元素，根據構造原理可寫出Co2+的價電子排布式；NH3 分子與 Co2＋結合成配合物[Co(NH3)6]2＋，與游離的氨分子相比，NH3通過配位鍵與Co2+結合，原來的孤電子對變為成鍵電子對；

(5)計算該化合物中氧的化合價判斷其結構；

(6)根據均攤法計算該晶胞中Zn原子、Te原子的數目，計算晶胞的邊長，列出晶體密度的表達式，從而轉化得到阿伏加德羅常的表達式。

(1)電離最外層的一個電子所需的能量：基態原子>激發態原子，第一電離能＜第二電離能＜第三電離能，D為激發態原子，D狀態的鋁電離最外層的一個電子所需能量最小，故答案為：D；

(2)熔融 AlCl3 時可生成具有揮發性的二聚體 Al2Cl6，該二聚體由Al提供空軌道，Cl原子提供孤電子對形成配位鍵，其結構式為，配合物中的配位數是指直接同中心離子(或原子)配位的原子數目，二聚體Al2Cl6中與Al直接相連的原子有4個，故Al的配位數為4，故答案為：；4；

(3)Ti元素最外層有2個電子,與鈦同周期的所有副族元素的基態原子中,最外層電子數與基態鈦原子相同的元素有Sc、V、Mn、Zn，共4種，故答案為：4；

(4)Co為27號元素，根據構造原理可知其價電子排布式為3d74s2，則Co2＋的價電子排布式為3d7；NH3 分子與 Co2＋結合成配合物[Co(NH3)6]2＋，與游離的氨分子相比，NH3通過配位鍵與Co2+結合后，原來的孤電子對變為成鍵電子對，對其他N-H成鍵電子對的排斥力減小，N-H鍵之間的鍵角增大，故答案為：3d7；較大；NH3通過配位鍵與Co2+結合后，原來的孤電子對變為成鍵電子對，對其他N-H成鍵電子對的排斥力減小，N-H鍵之間的鍵角增大；

(5)已知CrO5 中鉻元素為最高價態，則Cr為+6價，在該化合物中，設-1價氧原子為x個，-2價氧原子為y個，則可得x+y=5,x+2y=6,解得x=4，y=1，則該化合物中含有兩個過氧鍵，則其結構式，故答案為：；

(6)根據碲化鋅的晶胞結構圖可知，該晶胞沿 z 軸的投影圖為(或Te與Zn的位置互換)，根據均攤法可知，在該晶胞中Zn原子的數目為4，Te原子的數目為，若晶體中 Te 呈立方面心最密堆積方式排列，則晶胞的面對角線為4a pm，則晶胞的邊長為，則晶體的密度，阿伏加德羅常數，故答案為：(或Te與Zn的位置互換)；。