Question

【題目】1911年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)汞在4.2K以下時(shí)電阻突然趨近于零——即低溫超導(dǎo)性。1986年，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了Nb3Ge在23K下具有超導(dǎo)性。1987年2月，趙忠賢及合作者獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了在液氮溫區(qū)(沸點(diǎn)77 K)的高溫超導(dǎo)體，其晶胞如圖所示，元素組成為Ba-Y-Cu-O(臨界溫度93 K)，推動(dòng)了國(guó)際高溫超導(dǎo)研究。趙忠賢院士獲得2016年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

回答下列問題：

(1)鈮Nb位于第五周期，Nb的外圍電子排布式為4d45s1，Nb位于_______族。

(2)下列關(guān)于Ge元素?cái)⑹稣�確的是______(從下列選項(xiàng)中選擇)。

A．Ge晶體屬于準(zhǔn)金屬，且為原子晶體 B．Ge屬于p區(qū)的過渡金屬

C．Ge的第一電離能比As、Se均要小 D．Ge的電負(fù)性比C大

(3)Ge(CH3)2Cl2分子的中心原子Ge的雜化方式是______________。

(4)NH3也常作致冷劑，其鍵角_______(填“大于”或“小于”)109°28′，主要原因是___________________________________________________________________________。

(5)圖示材料的理想化學(xué)式(無空位時(shí))為___________________，若Y(釔)元素的化合價(jià)為+3，則Cu的平均化合價(jià)為__________。

Answer 1

【答案】ⅤB AC sp3 小于 氨氣分子中N原子形成3個(gè)N-H鍵，含有1對(duì)孤電子對(duì)，中心N原子采取sp3雜化，其分子構(gòu)型為三角錐形 Ba2YCu3O9 +

【解析】

(1)鈮Nb位于第五周期，Nb的外圍電子排布式為4d45s1，在周期表的ds區(qū)，結(jié)合外圍電子排布式分析判斷；

(2)Ge處于第四周期第IVA族，處于金屬與非金屬交界處，具有一定的金屬性與非金屬性；

(3)Ge原子最外層電子全部參與成鍵，沒有孤電子對(duì)，形成4個(gè)σ鍵；

(4)氨氣分子中N原子形成3個(gè)N-H鍵，含有1對(duì)孤電子對(duì)，根據(jù)分子構(gòu)型分析判斷；

(5)均攤法計(jì)算結(jié)構(gòu)單元中各原子數(shù)目，確定化學(xué)式，結(jié)合化合價(jià)規(guī)則確定Cu的平均化合價(jià)。

(1)鈮Nb位于第五周期，Nb的外圍電子排布式為4d45s1，在周期表的ds區(qū)，4d上有4個(gè)電子，5s上有一個(gè)電子，在ⅤB族；

(2)Ge處于第四周期第IVA族，屬于p區(qū)元素，處于金屬與非金屬交界處，具有一定的金屬性與非金屬性，屬于類金屬、準(zhǔn)金屬；

A．Ge處于第四周期第IVA族，處于金屬與非金屬交界處，Ge晶體屬于準(zhǔn)金屬，且為原子晶體，故A正確；

B．Ge屬于p區(qū)，但不是過渡金屬，故B錯(cuò)誤；

C．同周期元素從左至右第一電離能逐漸增大，As的4p能級(jí)上含有3個(gè)電子，為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能較高，則第一電離能比As＞Se＞Ge，故C正確；

D．同主族從上到下非金屬性減弱，電負(fù)性減弱，則Ge的電負(fù)性比C小，故D錯(cuò)誤；

答案選AC；

(3)Ge原子最外層電子全部參與成鍵，沒有孤電子對(duì)，形成4個(gè)σ鍵，雜化軌道數(shù)目為4，Ge原子采取sp3雜化；

(4)NH3也常作致冷劑，氨氣分子中N原子形成3個(gè)N-H鍵，含有1對(duì)孤電子對(duì)，中心N原子采取sp3雜化，其分子構(gòu)型為三角錐形，其鍵角小于109°28′；

(5)Ba、Y處于結(jié)構(gòu)單元內(nèi)部，結(jié)構(gòu)單元中Ba原子數(shù)目=2、Y原子數(shù)目=1，Cu原子處于結(jié)構(gòu)單元的頂點(diǎn)、棱上，Cu原子數(shù)目=8×+8×=3，O原子處于棱上、面上，O原子數(shù)目=20×+8×=9，故化學(xué)式為：Ba2YCu3O9，設(shè)Cu的平均化合價(jià)為a，則3a+2×(+2)+3+9×(2)=0，解得a=+。