Question

【題目】[選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]磷青銅是含少量錫、磷的銅合金，主要用作耐磨零件和彈性元件。

（1）基態(tài)銅原子的電子排布式為_____；高溫時(shí)氧化銅會(huì)轉(zhuǎn)化為氧化亞銅，原因是____________________________________。

（2）元素周期表第3周期中，第一電離能比P小的非金屬元素是_______（填元素符號(hào)）。

（3）N、P、As同主族，三種元素最簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)由低到高的順序?yàn)?/span>____________，原因是____________________________________。

（4）某直鏈多磷酸鈉的陰離子呈如圖1所示的無(wú)限單鏈狀結(jié)構(gòu)，其中磷氧四面體通過共用頂點(diǎn)的氧原子相連，則P原子的雜化方式為_____，該多磷酸鈉的化學(xué)式為______。

（5）某磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。

①則其化學(xué)式為______。

②該晶體中距離Sn原子最近的Cu原子有____個(gè)。

③若晶體密度為8.82 g·cm-3，最近的Cu原子核間距為______pm(用含NA的代數(shù)式表示，設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 +1價(jià)銅的外圍電子布為3d10的全充滿結(jié)構(gòu)，因此+1價(jià)銅比+2價(jià)銅的能量更低更穩(wěn)定 Si和S PH3<AsH3<NH3 PH3和AsH3結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，沸點(diǎn)越高，因此AsH3的沸點(diǎn)高于PH3；NH3之間存在氫鍵，因此三者之中NH3的沸點(diǎn)最高 sp3雜化 NaPO3 SnCu3P 12

【解析】（1）處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子,基態(tài)電子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特規(guī)則,根據(jù)元素符號(hào),判斷元素原子的核外電子數(shù),再根據(jù)核外電子排布規(guī)律來(lái)寫,Cu是第四周期元素，為29號(hào)元素，其電子排布式為：[Ar]3d104s1；+1價(jià)銅的外圍電子布為3d10的全充滿結(jié)構(gòu)，因此+1價(jià)銅比+2價(jià)銅的能量更低更穩(wěn)定

（2）同一周期自左向右第一電離能有增大趨勢(shì)，但磷元素3P軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，較穩(wěn)定，第VA族第一電離能大于其相鄰元素，P元素的第一電離能比S元素的第一電離能要略大，故元素周期表第3周期中，第一電離能比P小的非金屬元素是Si和S；

（3）N、P、As同主族，PH3和AsH3結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，沸點(diǎn)越高，因此AsH3的沸點(diǎn)高于PH3；NH3之間存在氫鍵，因此三者之中NH3的沸點(diǎn)最高，因此，

三種元素最簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)由低到高的順序?yàn)镻H3<AsH3<NH3；

（4）根據(jù)直鏈多磷酸鈉的陰離子的無(wú)極單鏈狀結(jié)構(gòu)，其中磷氧四面體通過共有頂角氧原子相連，磷的成鍵電子對(duì)有4對(duì)，則P原子的雜化方式為sp3雜化；P、O原子個(gè)數(shù)比為1：3。根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知，該物質(zhì)中P、O、Na原子個(gè)數(shù)比為1：3：1。所以，該多磷酸鈉的化學(xué)式為NaPO3。

（5）晶體中P原子位于中心,含有一個(gè)磷原子,立方體每個(gè)面心含一個(gè)Cu,每個(gè)Cu分?jǐn)偨o一個(gè)晶胞的占,立方體頂角Sn分?jǐn)偨o每個(gè)晶胞的原子為,據(jù)此得到化學(xué)式;
②晶體中距離Sn原子最近Cu的原子在每個(gè)面心上;
③設(shè)立方體邊長(zhǎng)為x,銅原子間最近距離為a,則a2=+a=x,結(jié)合密度=,,V=x3,1個(gè)晶胞質(zhì)量m=g，計(jì)算x得到銅原子間最近距離。

詳解:(1)Cu元素為29號(hào)元素,原子核外有29個(gè)電子,所以核外電子排布式為: 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；

因此，本題正確答案是: 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；
(2) 同一周期自左向右第一電離能有增大趨勢(shì)，但磷元素3P軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，較穩(wěn)定，第VA族第一電離能大于其相鄰元素，P元素的第一電離能比S元素的第一電離能要略大，故元素周期表第3周期中，第一電離能比P小的非金屬元素是Si和S；

（3）N、P、As同主族，PH3和AsH3結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，沸點(diǎn)越高，因此AsH3的沸點(diǎn)高于PH3；NH3之間存在氫鍵，因此三者之中NH3的沸點(diǎn)最高，因此，

三種元素最簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)由低到高的順序?yàn)镻H3<AsH3<NH3；

（4）根據(jù)直鏈多磷酸鈉的陰離子的無(wú)極單鏈狀結(jié)構(gòu)，其中磷氧四面體通過共有頂角氧原子相連，磷的成鍵電子對(duì)有4對(duì)，則P原子的雜化方式為sp3雜化；P、O原子個(gè)數(shù)比為1：3。根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知，該物質(zhì)中P、O、Na原子個(gè)數(shù)比為1：3：1。所以，該多磷酸鈉的化學(xué)式為NaPO3。
故答案為：NaPO3；
(5)①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，晶體中P原子位于中心,含有一個(gè)磷原子,立方體每個(gè)面心含一個(gè)Cu,每個(gè)Cu分?jǐn)偨o一個(gè)晶胞的占,立方體頂角Sn分?jǐn)偨o每個(gè)晶胞的原子為,據(jù)此得到化學(xué)式SnCu3P,因此，本題正確答案是: SnCu3P；
②該晶體中距離Sn原子最近的Cu原子有12個(gè)；因此，本題正確答案是:12;③摩爾質(zhì)量=342g/mol,則一個(gè)晶胞質(zhì)量g,設(shè)立方體邊長(zhǎng)為x,銅原子間最近距離為a,則a2=+a=x，結(jié)合密度=，V=x3==cm3，x=cm，a=x=cm=1010pm,
因此，本題正確答案是:1010 。