Question

8．M是第四周期元素，最外層只有1個電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子．元素Y的負一價離子的最外層電子數與次外層的相同．回答下列問題：
（1）單質M的晶體類型為金屬晶體，晶體中原子間通過金屬鍵作用形成面心立方密堆積，其中M原子的配位數為12．
（2）元素Y基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，其同周期元素中，第一電離能最大的是Ar（寫元素符號）．元素Y的含氧酸中，酸性最強的是HClO₄（寫化學式），該酸根離子的立體構型為正四面體．
（3）M與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示．
①該化合物的化學式為CuCl，已知晶胞參數a=0.542nm，此晶體的密度為$\frac{4M（CuCl）}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$g•cm^-3．（寫出計算式，不要求計算結果．阿伏加德羅常數為N_A）
②該化合物難溶于水但易溶于氨水，其原因是Cu⁺可與氨形成易溶于水的配位化合物．此化合物的氨水溶液遇到空氣則被氧化為深藍色，深藍色溶液中陽離子的化學式為[Cu（NH₃）₄]²⁺．

Answer 1

分析 依據題意可知：M為銅元素，Y為氯元素；
（1）銅屬于金屬，金屬陽離子與電子之間通過金屬鍵結合在一起，晶體類型為金屬晶體；銅晶體是面心立方堆積，采用沿X、Y、Z三軸切割的方法確定其配位數；
（2）元素氯是17號元素，位于第三周期，依據構造原理排布排布基態(tài)電子；稀有氣體的第一電離能最大；含氯的酸中高氯酸酸性最強是含氧酸中最強酸；依據酸根離子中氯原子為sP³雜化方式判斷其構型；
（3）①依據晶胞結構，利用切割法分析，每個晶胞中含有銅原子個數為：8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氯原子個數為4，則化學式為；CuCl；1mol晶胞中含有4molCuCl，1mol晶胞的質量為M（CuCl）×4，晶胞參數a=0.542nm，則晶體密度為$\frac{4×M（CuCl）}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{21}}$，據此解答；
②Cu⁺可與氨形成易溶于水的配位化合物，所以CuCl難溶于水但易溶于氨水；該化合物中Cu⁺被氧化為Cu²⁺，所以深藍色溶液中陽離子為：[Cu（NH₃）₄]²⁺；

解答 解：（1）銅屬于金屬，金屬陽離子與電子之間通過金屬鍵結合在一起，晶體類型為金屬晶體，銅晶體是面心立方堆積，采用沿X、Y、Z三軸切割的方法知，每個平面上銅原子的配位數是4，三個面共有4×3=12個銅原子，所以每個銅原子的配位數是12；
故答案為：金屬晶體；金屬鍵；12； 
（2）元素氯是17號元素，位于第三周期，依據構造原理其基態(tài)電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；其同周期元素中，第一電離能最大的是Ar，含氯的酸中高氯酸酸性最強是含氧酸中最強酸，化學式為：HClO₄，高氯酸酸根離子中氯原子為sP³雜化，沒有孤對電子數，立體構型為正四面體；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；Ar； HClO₄；  正四面體；
（3）①依據晶胞結構，利用切割法分析，每個晶胞中含有銅原子個數為：8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氯原子個數為4，則化學式為；CuCl；1mol晶胞中含有4molCuCl，1mol晶胞的質量為M（CuCl）×4，晶胞參數a=0.542nm，則晶體密度為；$\frac{4M（CuCl）}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$；
故答案為：CuCl；$\frac{4M（CuCl）}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$；
②Cu⁺可與氨形成易溶于水的配位化合物，所以CuCl難溶于水但易溶于氨水；該化合物中Cu⁺被氧化為Cu²⁺，所以深藍色溶液中陽離子為：[Cu（NH₃）₄]²⁺；
故答案為：Cu⁺可與氨形成易溶于水的配位化合物（或配離子）；[Cu（NH₃）₄]²⁺．

點評 本題考查了晶體類型及結構特點，涉及到電子排布式、第一電離能、雜化類型的判斷、配合物以及有關晶體的計算，題目難度較大，解題時注意切割法分析晶胞的技巧．