Question

【題目】太陽能電池板材料除單晶硅外，還有氮、硼、硒、鈦、鈷、鈣等元素組成的化學(xué)物質(zhì)。

(1)鈣原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為___________，金屬鈷堆積方式與鎂相似，都屬于六方最密堆積，其配位數(shù)是___________。

(2)氮元素的第一電離能在同周期中(稀有氣體除外)從大到小排第___________位；寫出與NO3－互為等電子體的一種非極性分子的化學(xué)式___________。

(3)晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是正二十面體，每個(gè)單元中有12個(gè)硼原子(如圖)，其中有兩個(gè)原子為10B，其余為11B，則該結(jié)構(gòu)單元有___________種不同的結(jié)構(gòu)類型。已知硼酸(H3BO3)為一元弱酸，解釋其為一元弱酸的原因____________________________________________。硼酸的結(jié)構(gòu)與石墨相似，層內(nèi)的分子以氫鍵相連，含lmol硼酸的晶體中有___________mol氫鍵。

(4)硒是動(dòng)物體必需的營養(yǎng)元素。SeO2是硒的重要化合物，SeO2的價(jià)層電子對互斥模型是___________。

(5)在濃的TiCl3的鹽酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至飽和，可得到配位數(shù)為6，組成為TiCl3·6H2O的晶體，該晶體中兩種配體的物質(zhì)的量之比為1︰5，則該配離子的化學(xué)式為___________。

(6)鈷晶體的一種晶胞是一種體心立方結(jié)構(gòu)(如圖所示)，若該晶胞的邊長為am，密度為ρg/cm3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則鈷的相對原子質(zhì)量可表示為___________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2 12 2 SO3、BF3等 3 硼酸與1個(gè)水分子可以形成1個(gè)氫鍵，電離產(chǎn)生和1個(gè)H+，因此硼酸為一元酸 3 平面三角形

【解析】

(1)鈣為20號(hào)元素，其原子核外有20個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理可知其基態(tài)原子核外電子排布為：1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2, 鎂晶體屬于六方最密堆積，因?yàn)镃o堆積方式與鎂相似，所以其配位數(shù)是12；

(2)同一周期中元素的第一電離能，隨著原子序數(shù)的增加而呈增加趨勢，N由于2p半滿的關(guān)系，氮元素的第一電離能比氧元素的第一電離能大，所以，F(xiàn)>N>O，N排在第二位；等電子體意味著原子數(shù)目和價(jià)電子數(shù)目相同，那么與NO3－互為等電子體的非極性分子為SO3、BF3等；

(3) 晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是正二十面體，有兩個(gè)10B，先將一個(gè)10B固定在上頂點(diǎn)，則第二個(gè)10B依次為靠近一層的頂點(diǎn)、遠(yuǎn)離一層的頂點(diǎn)、對位頂點(diǎn)，有3種結(jié)構(gòu)；硼酸與1個(gè)水分子可以形成1個(gè)氫鍵，電離產(chǎn)生和1個(gè)H+，因此硼酸為一元酸；1個(gè)硼酸分子中可以形成6個(gè)氫鍵，但是每個(gè)氫鍵是2個(gè)硼酸分子共有，所以每個(gè)硼酸分子平均含有3個(gè)氫鍵，則1mol硼酸晶體中含有3mol氫鍵；

(4) SeO2分子中價(jià)層電子對數(shù)為（6-2×2）+2=3，SeO2的價(jià)層電子互斥模型為平面三角形；

(5) 在濃的TiCl3的鹽酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至飽和，可得到配位數(shù)為6，組成為TiCl3·6H2O的晶體，該晶體中兩種配體的物質(zhì)的量之比為1︰5，配體為1個(gè)Cl-和5個(gè)H2O，其他的為外界，則配離子的化學(xué)式為：；

(6) 相對原子質(zhì)量，在數(shù)值上等于摩爾質(zhì)量（以g/mol為單位），該晶胞中原子個(gè)數(shù)1+8×1/8=2，晶胞體積為(a×10-7cm)3，根據(jù)，則 。

(1)鈣為20號(hào)元素，其原子核外有20個(gè)電子，可知其基態(tài)原子核外電子排布為：1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2，鎂晶體屬于六方最密堆積，因?yàn)?/span>Co堆積方式與鎂相似，所以其配位數(shù)是12；

(2) N由于2p半滿的關(guān)系，氮元素的第一電離能比氧元素的第一電離能大，所以，F>N>O，N排在第二位；等電子體意味著原子數(shù)目和價(jià)電子數(shù)目相同，那么與NO3－互為等電子體的非極性分子為SO3、BF3等；

(3) 晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是正二十面體，有兩個(gè)10B，先將一個(gè)10B固定在上頂點(diǎn)，則第二個(gè)10B依次為靠近一層的頂點(diǎn)、遠(yuǎn)離一層的頂點(diǎn)、對位頂點(diǎn)，有3種結(jié)構(gòu)；硼酸與1個(gè)水分子可以形成1個(gè)氫鍵，電離產(chǎn)生和1個(gè)H+，因此硼酸為一元酸；1個(gè)硼酸分子中可以形成6個(gè)氫鍵，但是每個(gè)氫鍵是2個(gè)硼酸分子共有，所以每個(gè)硼酸分子平均含有3個(gè)氫鍵，則1mol硼酸晶體中含有3mol氫鍵；

(4) SeO2分子中價(jià)層電子對數(shù)為（6-2×2）+2=3，SeO2的價(jià)層電子互斥模型為平面三角形；；

(5)配位數(shù)為6，組成為TiCl3·6H2O的晶體，兩種配體的物質(zhì)的量之比為1︰5，配體為1個(gè)Cl-和5個(gè)H2O，其他的為外界，則配離子的化學(xué)式為：；

(6) 相對原子質(zhì)量，在數(shù)值上等于摩爾質(zhì)量（以g/mol為單位），該晶胞中原子個(gè)數(shù)1+8×1/8=2，晶胞體積為(a×10-7cm)3，根據(jù)，則 ，Co的相對原子質(zhì)量為5a3ρNA×10-22。