Question

2．鉻、銅、硼在很多領(lǐng)域有重要用途．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）下列現(xiàn)象和應(yīng)用與電子躍遷無(wú)關(guān)的是D、E．
A．激光   B．焰色反應(yīng)   C．原子光譜   D．燃燒放熱  E．石墨導(dǎo)電
（2）A、B兩種短周期元素，A是原子半徑最小的元素，B原子最外層電子數(shù)是次外層的兩倍．某平面正六邊形分子由A、B兩種元素組成且原子個(gè)數(shù)比為1：1，該分子中含有12個(gè)σ鍵．
（3）元素鉻化合物（CrO₂Cl₂）在有機(jī)合成中可作氧化劑或氯化劑，能與許多有機(jī)物反應(yīng)．
①與鉻同周期的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)為2的副族元素有5種
②在a：苯  b：CH₃OH  c：HCHO  d：CS₂  e：CCl₄五種有機(jī)溶劑中，碳原子采取sp³雜化的分子有b e（填字母），CS₂分子的鍵角是180⁰．
（4）在圖1配合物離子[Cu（NH₃）₄]²⁺中畫出配位鍵：

（5）硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉，其陰離子X(jué)^m-（含B、O、H三種元素）的球棍模型如圖2所示：
①在X^m-中，硼原子軌道的雜化類型有sp²雜化、sp³雜化；m=2（填數(shù)字）．
②硼砂晶體由Na⁺、X^m-和H₂O構(gòu)成，它們之間存在的作用力有BCD（填序號(hào)）．
A．共價(jià)鍵      B．離子鍵       C．氫鍵    D．范德華力       E．金屬鍵
（6）單質(zhì)硼可用于生成具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼．以硼酸和金屬鎂為原料經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過(guò)程2H₃BO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$B₂O₃+3H₂O、B₂O₃+3Mg $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2B+3MgO．

Answer 1

分析 （1）電子躍遷本質(zhì)上是組成物質(zhì)的粒子（原子、離子或分子）中電子的一種能量變化．如激光、焰色反應(yīng)、原子光譜都與電子躍遷有關(guān)；
（2）A、B兩種短周期元素，A是原子半徑最小的元素為H元素，B原子最外層電子數(shù)是次外層的兩倍為C元素．平面正六邊形分子為苯分子，據(jù)此分析解答；
（3）①根據(jù)鉻的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)找出與其相同周期的最外層電子數(shù)為2的副族元素；
②中心原子的雜化類型為sp³，說(shuō)明該分子中心原子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù)，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=$\frac{1}{2}$×（a-xb），a指中心原子價(jià)電子個(gè)數(shù)，x指配原子個(gè)數(shù)，b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個(gè)數(shù)；
（4）配位鍵有提供孤電子對(duì)的原子指向提供空軌道的離子；
（5）①1，3，5，6代表氧原子，2，4代表B原子，2號(hào)B形成3個(gè)鍵，則B原子為SP²雜化，4號(hào)B形成4個(gè)鍵，則B原子為SP³雜化； B一般是形成3個(gè)鍵，4號(hào)B形成4個(gè)鍵，其中1個(gè)鍵很可能就是配位鍵，配位鍵存在4號(hào)與5號(hào)之間，結(jié)合化合價(jià)代數(shù)和為0的原則判斷；
②注意題目要求，鈉離子與X^m-形成離子鍵，結(jié)晶水分子間存在氫鍵和范德華力；
（6）硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，反應(yīng)生成MgO、硼與水．

解答 解：（1）A．電子躍遷產(chǎn)生光子與入射光子具有相關(guān)性．即入射光與輻射光的相位相同．如果這一過(guò)程能夠在物質(zhì)中反復(fù)進(jìn)行，并且能用其他方式不斷補(bǔ)充因物質(zhì)產(chǎn)生光子而損失的能量．那么產(chǎn)生的光就是激光，與電子躍遷有關(guān)，故A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)堿金屬及其鹽在火焰上灼燒時(shí)，原子中的電子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，但處于能量較高軌道上的電子是不穩(wěn)定的，很快躍遷回能量較低的軌道，這時(shí)就將多余的能量以光的形式放出，因而能使火焰呈現(xiàn)顏色，與電子躍遷有關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C．原子光譜的產(chǎn)生是原子核電子發(fā)生能級(jí)躍遷的結(jié)果，與電子躍遷有關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D．燃燒放熱是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，與電子躍遷無(wú)關(guān)，故D正確；
E．石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層間有自由移動(dòng)的電子，與電子躍遷無(wú)關(guān)，故E正確．
故選DE；
（2）A、B兩種短周期元素，A是原子半徑最小的元素為H元素，B原子最外層電子數(shù)是次外層的兩倍為C元素，該分子由C、H兩種元素組成且原子個(gè)數(shù)比為1：1的平面正六邊形分子為C₆H₆，分子中6個(gè)碳原子的電子都以sp²雜化軌道相互重疊，形成 6個(gè)碳碳σ鍵，又各以1個(gè)sp²雜化軌道分別跟氫原子的1s軌道進(jìn)行重疊，形成6個(gè)σ鍵，共12個(gè)σ鍵，
故答案為：12；
（3）①鉻是24號(hào)元素，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；同周期最外層排2個(gè)電子的元素有Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，屬于副族元素有Sc、Ti、V、Mn、Zn五種，
故答案為：5；
②a：C₆H₆中C原子雜化軌道數(shù)=σ鍵數(shù)+孤對(duì)電子對(duì)數(shù)=3+0=3，所以采取sp²雜化；
b：CH₃OH中C原子雜化軌道數(shù)=σ鍵數(shù)+孤對(duì)電子對(duì)數(shù)=4+0=3，所以采取sp³雜化；
c：甲醛（H₂C=O）分子內(nèi)碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$×（4-2×1-1×2）=3，形成3個(gè)σ鍵，無(wú)孤對(duì)電子，雜化方式為sp²雜化；
d：CS₂分子碳原子的價(jià)層電子對(duì)是2，一個(gè)CS₂分子中含有2個(gè)π鍵，C原子雜化軌道數(shù)=σ鍵數(shù)+孤對(duì)電子對(duì)數(shù)=2+0=2，所以碳原子采用SP雜化；
e：CCl₄中碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+$\frac{1}{2}$×（4-4×1）=4，所以C原子采用sp³雜化；
CS₂分子碳原子的價(jià)層電子對(duì)是2，一個(gè)CS₂分子中含有2個(gè)π鍵，C原子雜化軌道數(shù)=σ鍵數(shù)+孤對(duì)電子對(duì)數(shù)=2+0=2，所以碳原子采用SP雜化，是直線型分子，分子的鍵角是180⁰，
故答案為：b、e；180⁰；
（4）配合物離子[Cu（NH₃）₄]²⁺中Cu²⁺提供空軌道的原子、N原子提供孤電子對(duì)，N→Cu，故結(jié)構(gòu)式為：，
故答案為：；
（5）①1，3，5，6代表氧原子，2，4代表B原子，2號(hào)B形成3個(gè)鍵，則B原子為SP²雜化，4號(hào)B形成4個(gè)鍵，則B原子為SP³雜化； B一般是形成3個(gè)鍵，4號(hào)B形成4個(gè)鍵，其中1個(gè)鍵很可能就是配位鍵，配位鍵存在4號(hào)與5號(hào)之間．觀察模型，可知X^m-是（H₄B₄O₉）^m-，依據(jù)化合價(jià)H為+1，B為+3，O為-2，可得m=2，
故答案為：sp²雜化、sp³雜化；2；
②鈉離子與X^m-形成離子鍵，結(jié)晶水分子間存在氫鍵和范德華力，
故答案為：BCD．
（6）硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，反應(yīng)生成MgO、硼與水，反應(yīng)方程式為：2H₃BO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$B₂O₃+3H₂O，B₂O₃+3Mg $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2B+3MgO，
故答案為：2H₃BO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$B₂O₃+3H₂O；B₂O₃+3Mg $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2B+3MgO．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電子躍遷的本質(zhì)、原子的核外電子排布式的書寫、雜化的應(yīng)用、電離能、配位鍵等知識(shí)點(diǎn)，注意掌握構(gòu)造原理書寫基態(tài)原子核外電子排布式，掌握常見(jiàn)的與電子躍遷有關(guān)的現(xiàn)象、掌握雜化理論的應(yīng)用、配位鍵的本質(zhì)是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．