问题 问答题

(1)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域.单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料.已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:

电离能(kJ-mol-1I1I2I3I4
A93218211539021771
B7381451773310540
①某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如图1所示,该同学所画的电子排布图违背了______、______,B元素位于周期表五个区域中的______区.

②ACl2分子中A的杂化类型为______,ACl2空间构型为______.

(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道,所以其能与一些分子或离子形成配合物.

①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是______.

②六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4-中不存在______.

A.共价键   B.非极性键   C.配位键    D.σ键    E.π键

写出一种与CN-互为等电子体的单质的分子式______.

(3)一种Al-Fe合金的立体晶胞如图2所示,请据此回答下列问题:

①确定该合金的化学式______.

②若晶体的密度为ρg-cm-3,该晶胞棱长为______cm(用含ρ和NA的代数式表示,不必化简.

答案

(1)①由图1电子轨道排布图可知,3s能级未填满就填充3p能级,2p能级的轨道内有自旋方向相同的2个电子,所以违背能量最低原理与泡利原理.由表中电离能可知,二者第三电离能剧增,故为+2价,都为短周期元素,故A为铍、B为Mg,镁价层电子排布为3s2,处于周期表中S区,

故答案为:能量最低原理、泡利原理;S;

②BeCl2分子中Be的成2个σ键,杂化轨道数为2,采取sp杂化,没有孤对电子对,为直线型,故答案为:SP;直线;

(2)①形成配离子具备的条件为:中心原子具有空轨道,配体具有孤对电子对,故答案为:具有孤对电子;

②六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4-中Fe2+与CN-形成配位键,CN-中存在C≡N三键,为极性共价键,三键中有1个σ键2个π键,所以CN-中共价键、配位键、σ键、π键;CN-中C原子与1个单位负电荷用N原子替换可得CN-等电子体的单质为N2,故答案为:B;N2

(3)①由晶胞图2,晶胞中含有4个Al原子,且都位于晶胞内部,则晶胞平均含有4个Al,晶胞中Fe位于顶点的有8个,位于面心的有6个,位于棱上的有12个,位于体心的有1个,含有Fe原子数目为8×

1
8
+6×
1
2
+12×
1
4
+1=8,Fe与 Al原子数目之比为8:4=2:1,故该合金的化学式为Fe2Al,故答案为:Fe2Al;

②一个晶胞中含有8个Fe原子和4个Al原子,晶胞的质量为

56×8+27×4
NA
g,棱长为
56×8+27×4
NA
g
ρg?cm-3
=
3
139×4
NAρ
cm,故答案为:
3
139×4
NAρ

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