Question

【題目】黃銅礦是工業冶煉銅的原料，主要成分為 CuFeS2。試回答下列問題：

（1）基態硫原子核外電子有_____種不同運動狀態，能量最高的電子所占據的原子軌道形狀為_________。

（2）基態Cu原子的價層電子排布式為_________；Cu、Zn的第二電離能大小I2(Cu) _________I2(Zn)(填“>”“<”或“=”)。

（3）SO2分子中S原子的軌道雜化類型為_________，分子空間構型為_________；與SO2互為等電子體的分子有_________(寫一種)。

（4）請從結構角度解釋H2SO3的酸性比H2SO4酸性弱的原因_________。

（5）Cu(CH3CN)4比四氨合銅離子穩定，其配離子中心原子配位數為_________，配位體中σ鍵與π鍵個數之比為_________。

（6）鐵鎂合金是目前已發現的儲氫密度最高的儲氫材料之一，其晶胞結構如圖所示。

若該晶體儲氫時，H2分子在晶胞的體心和棱的中心位置，距離最近的兩個H2分子之間距離為anm。則該晶體的密度為_________g/cm3(列出計算表達式)。

Answer 1

【答案】16 紡錘形 3d104s1 ＞ sp2 V形 O3 硫酸分子中的非羥基氧原子數比亞硫酸多，硫酸中心原子硫價態高，易于電離出H+ 4 5∶2

【解析】

(1)硫元素為16號元素，能量最高的電子為3p電子；(2)Cu為29號元素，Zn為30號元素，Cu的第二電離能失去的是3d電子；(3)SO2分子中S原子的價層電子對數=2+(6-2×2)=3，結合等電子體的概念解答；(4)同一元素的不同含氧酸中，非羥基氧原子數越大其酸性越強；(5)Cu(CH3CN)4中的中心原子為Cu，配位體為CH3CN，其中σ鍵有3個C-H、1個C-C和1個C≡N，C≡N中含有π鍵；(6)根據晶體結構，距離最近的兩個H2分子之間的距離為晶胞面上對角線長度的一半，晶胞中Mg原子個數是8、Fe原子個數=8×+6×=4，所以其化學式為Mg2Fe。據此分析解答。

(1)硫元素為16號元素，基態硫原子核外電子有16種不同運動狀態，能量最高的電子為3p電子，3p電子的原子軌道形狀為紡錘形，故答案為：16；紡錘形；

(2)Cu為29號元素，基態Cu原子的價層電子排布式為3d104s1；Zn為30號元素，基態Zn原子的價層電子排布式為3d104s2，Cu的第二電離能失去的是3d電子，失去后不穩定，第二電離能大于Zn的第二電離能，即I2(Cu)＞I2(Zn)，故答案為：3d104s1；＞；

(3)SO2分子中S原子的價層電子對數=2+(6-2×2)=3，軌道雜化類型為sp2，分子的空間構型為V形；與SO2互為等電子體的分子有O3，故答案為：sp2；V形；O3；

(4)同一元素的不同含氧酸中，非羥基氧原子數越大其酸性越強，硫酸分子中的非羥基氧原子數比亞硫酸多，所以H2SO4的酸性大于H2SO3的酸性，故答案為：硫酸分子中的非羥基氧原子數比亞硫酸多，硫酸中心原子硫價態高，易于電離出H+；

(5)Cu(CH3CN)4中的中心原子為Cu，配位數為4；配位體為CH3CN，其中σ鍵有3個C-H、1個C-C和1個C≡N，共5個σ鍵，只有C≡N中含有π鍵，有2個π鍵，σ鍵與π鍵個數之比5∶2，故答案為：4；5∶2；

(6)設晶胞的參數為dnm，該晶體儲氫時，H2分子在晶胞的體心和棱心位置，則距離最近的兩個H2分子之間的距離為晶胞面上對角線長度的一半，即anm=×d nm，則d=anm=a×10-7cm，該晶胞中Mg原子個數是8、Fe原子個數=8×+6×=4，所以Mg、Fe原子個數之比為8∶4=2∶1，所以其化學式為Mg2Fe，該合金的密度為===g/cm3，故答案為：。