Question

鋁是地殼中含量最高的金屬元素，在所有的元素中位居第三位．
Ⅰ、（1）Al元素的原子核外共有

 

種同能級的電子．
（2）Mg、Al、Si三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序?yàn)?div id="atmpysc" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（3）AlCl₃?NH₃和AlC

- 4

中均含有配位鍵，在AlCl₃?NH₃中，配體是

 

，提供弧電子對的原子是

 

；AlCl

- 4

中Al原子采用

 

雜化．
（4）鋁晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示．一個(gè)晶胞中鋁原子的數(shù)目是

 

，晶體中一個(gè)鋁原子周圍與之距離最近且相等的鋁原子數(shù)目是

 

．
Ⅱ、X、Y、Z、Q、W為按原子序數(shù)由小到大排列的五種短周期元素，已知：
①X元素與Q處于同一主族，其原子價(jià)電子排布式都為ns²np²，且X原子半徑小于Q的．
②Y元素是地殼中含量最多的元素；W元素的電負(fù)性略小于Y元素，在W原子的電子排布中，p軌道上只有1個(gè)未成對電子．
③Z元素的電離能數(shù)據(jù)見下表（kJ?mol^-1）：

I1	I2	I3	I4	…
496	4562	6912	9540	…

請回答：
（1）XY₂分子空間構(gòu)型為

 

，X原子的軌道雜化方式為

 

；QX的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石的相似，其中X原子的雜化方式為

 

，微粒間存在的作用力是

 

．
（2）晶體ZW的熔點(diǎn)比晶體XW₄明顯高的原因是

 

．
（3）氧化物MO的電子總數(shù)與QX的相等，則M為

 

（填元素符號）．MO是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結(jié)構(gòu)與ZW晶體相似．MO的熔點(diǎn)比CaO的高，其原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,配合物的成鍵情況,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：Ⅰ、（1）電子的運(yùn)動狀態(tài)由能層、能級、原子軌道和電子的自旋狀態(tài)共同決定，沒有運(yùn)動狀態(tài)完全相同的電子存在；根據(jù)能級和能層的關(guān)系即可確定能級的數(shù)目；
（2）根據(jù)非金屬性的強(qiáng)弱及電子排布中半滿狀態(tài)來分析；
（3）中心原子提供空軌道，通過計(jì)算Al價(jià)層電子對數(shù)求雜化類型；
（4）利用均攤法計(jì)算每個(gè)晶胞中含有的鋁原子個(gè)數(shù)；鋁晶體中每個(gè)鋁原子周圍距離最近的鋁原子數(shù)目=3×8×

1

2

；
Ⅱ、X、Y、Z、Q、W為按原子序數(shù)由小到大排列的五種短周期元素，x元素與Q處于同一主族，其原子價(jià)電子排布式都為ns²np²，則x和Q屬于第IVA族元素，所以X是C元素，Q是Si元素，Y元素是地殼中含量最多的元素，所以Y是O元素，w元素的電負(fù)性略小于Y元素，在w原子的電子排布中，P軌道上只有1個(gè)未成對電子，所以W是Cl元素，根據(jù)Z的電離能知，Z是第IA族元素，且Z的原子序數(shù)大于Y，所以Z是Na元素．

解答： 解：Ⅰ、（1）鋁元素原子的核外共有13個(gè)電子，其每一個(gè)電子的運(yùn)動狀態(tài)都不相同，故共有13種；有1s、2s、2p、3s、3p共5個(gè)能級，故答案為：5；
（2）Mg、Al和Si位于同一周期，同一周期第一電離能大呈增大趨勢，而Mg由于具有全充滿狀態(tài)，故第一電離能比相鄰元素大，所以Si＞Mg＞Al，故答案為：Si＞Mg＞Al；
（3）AlCl₃?NH₃中Al為中心原子，NH₃為配體，提供弧電子對的原子是N，AlCl₄^-的價(jià)層電子對=4+

1

2

（3+1-4×1）=4，故Al采用sp³雜化，故答案為：NH₃；N；sp³；
（4）鋁晶胞是面心立方，所以每個(gè)金晶胞中含有的原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，鋁晶體中每個(gè)鋁原子周圍距離最近的鋁原子數(shù)目=3×8×

1

2

=12，故答案為：4；12．
Ⅱ、X、Y、Z、Q、W為按原子序數(shù)由小到大排列的五種短周期元素，x元素與Q處于同一主族，其原子價(jià)電子排布式都為ns²np²，則x和Q屬于第IVA族元素，所以X是C元素，Q是Si元素，Y元素是地殼中含量最多的元素，所以Y是O元素，w元素的電負(fù)性略小于Y元素，在w原子的電子排布中，P軌道上只有1個(gè)未成對電子，所以W是Cl元素，根據(jù)Z的電離能知，Z是第IA族元素，且Z的原子序數(shù)大于Y，所以Z是Na元素，
（1）CO₂分子中碳原子價(jià)層電子數(shù)=2+

1

2

（4-2×2）=2，且沒有孤電子對，所以二氧化碳的分子空間構(gòu)型為直線型，所以C原子的雜化方式為SP，SiC的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石的相似，每個(gè)碳原子含有4個(gè)C-Si鍵，所以C原子的雜化方式為SP³，碳原子和硅原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合，
故答案為：直線型；SP；SP³；共價(jià)鍵；
（2）一般來說，離子晶體熔點(diǎn)高于分子晶體，氯化鈉是離子晶體，四氯化碳是分子晶體，所以晶體NaCl的熔點(diǎn)比晶體CCl₄明顯高，
故答案為：氯化鈉為離子晶體而四氯化碳是分子晶體；
（3）氧化物MO的電子總數(shù)與SiC的相等為20，則M是Mg元素，MgO是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似，相同類型的離子晶體中，晶格能與離子半徑成反比，晶格能越大其熔點(diǎn)越高，鎂離子半徑小于鈣離子半徑，所以氧化鎂的晶格能大，則MgO的熔點(diǎn)比CaO的高，
故答案為：Mg；鎂離子半徑比鈣離子小，氧化鎂晶格能大．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，正確推斷元素是解本題關(guān)鍵，利用價(jià)層電子對互斥理論分析分子空間構(gòu)型及雜化方式，為考試熱點(diǎn)．