Question

【題目】第ⅢA族元素及某些常見非金屬元素的化合物在晶體材料等方面的用途非常廣泛。回答下列問題:

(1)寫出基態Ga原子的價電子軌道表示式__________________

(2)NH4HF2中HF2-的結構為F-H···F-，則NH4HF2中含有的化學鍵有_________

A.離子鍵 B.共價鍵 C.金屬鍵 氫鍵 E.配位鍵

(3)CH3OH分子中的鍵角：H-C-H_______H-O-C。(填“<”、“>”、“=”)

(4)B、Al、Ga單質的熔點依次為2300°C，660°C，29.8°C，解釋熔點產生差異的原因：___________________

(5)黑磷是磷的一種同素異形體，與石墨烯類似，其晶體結構片段如圖所示：其中最小的環為____元環，每個環平均含有____個P原子。

(6)鉈化鈉(NaTl)可看作是由兩個金剛石晶格穿插得到的(如圖)，已知晶胞參數為a pm。

①鉈化鈉中Tl-Tl間最小距離為__________pm。

②設阿伏加德羅常數的值為NA，則NaTl的密度是________g·cm-3(列出計算表達式)。

Answer 1

【答案】1 ABE > 硼單質是原子晶體，熔點高，Al、Ga均為金屬，且位于同主族，Al、Ga的價電子數相同，Al的原子半徑較小，則金屬鍵較強，熔點較高 六 2

【解析】

（1）Ga原子位于第四周期，第IIIA族，最外層3個電子，結合構造原理寫出其價電子的軌道表示式；

（2）根據已知信息可知，NH4+與HF2-形成離子鍵，HF2-中F與H原子之間存在極性鍵、氫鍵，NH4+中含有配位鍵，氫鍵不屬于化學鍵；

（3）先判斷甲醇分子中C、O原子的σ鍵電子對數、孤電子對數，并判斷其雜化方式，再結合孤對電子之間的排斥力>孤對電子對成鍵電子對的排斥力>成鍵電子對之間的排斥力，判斷H-C-H、H-O-C鍵角的大小關系；

（4）硼單質是原子晶體，Al、Ga均為金屬晶體，根據晶體熔沸點的比較方法分析原因；

（5）觀察黑磷晶體結構片段可知，最小的環為六元環，根據均攤法判斷每個環平均含有的P原子個數；

（6）①由已知信息，鉈化鈉(NaTl)可看作是由兩個金剛石晶格穿插得到，晶胞中，體對角線的距離為，鉈化鈉中Tl-Tl間的最小距離為體對角線的 ；

②一個晶胞中含有8個Na原子，8個Tl原子，先計算晶胞質量，再計算晶胞的體積，進而計算其密度。

（1）Ga原子位于第四周期，第IIIA族，最外層3個電子，基態Ga原子的價電子軌道表示式為；

故答案為： ；

（2）NH4+與HF2-形成離子鍵，HF2-中F與H原子之間存在極性鍵、氫鍵，NH4+中含有配位鍵，氫鍵不屬于化學鍵；

故答案為：ABE；

（3）CH3OH分子中碳原子沒有孤電子對數，形成4個σ鍵，C原子雜化軌道數目為4，C原子采取sp3雜化；O原子有2對孤電子對，形成2個σ鍵，O原子雜化軌道數目=2+2=4，O原子采取sp3雜化，它們的VSEPR模型均為四面體形，由于孤對電子之間的排斥力>孤對電子對成鍵電子對的排斥力>成鍵電子對之間的排斥力，故鍵角H-C-H>H-O-C；

故答案為：>；

（4）B是非金屬，硼單質是原子晶體，共價鍵強度大，熔點高，Al、Ga均為金屬，且位于同主族，Al、Ga的價電子數相同，Al的原子半徑較小，則金屬鍵較強，熔點較高；

故答案為：硼單質是原子晶體，熔點高，Al、Ga均為金屬，且位于同主族，Al、Ga的價電子數相同，Al的原子半徑較小，則金屬鍵較強，熔點較高；

（5）觀察黑磷晶體結構片段可知，最小的環為六元環，每個環有6個P原子，但每個P原子被3個環共用，則每個環平均含有個P原子；

故答案為：六；2；

（6）①由已知信息，鉈化鈉(NaTl)可看作是由兩個金剛石晶格穿插得到，晶胞中，體對角線的距離為，鉈化鈉中Tl-Tl間的最小距離為體對角線的 ，則為；

故答案為：；

②一個晶胞中含有8個Na原子，8個Tl原子，則晶胞質量為，體積為，則NaTl的密度為；

故答案為：。