Question

【題目】Li、Fe、As均為重要的合金材料，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)Li原子核外電子占據(jù)的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有________個(gè)，占據(jù)最高能層電子的電子云輪廓圖形狀為_________。

(2)Li的焰色反應(yīng)為紫紅色，很多金屬元素能產(chǎn)生焰色反應(yīng)的原因?yàn)?/span>_________。

(3)基態(tài)Fe3+比基態(tài)Fe2+穩(wěn)定的原因?yàn)?/span>____________。

(4)KSCN和K4[Fe(CN)6]均可用于檢驗(yàn)Fe3+。

①SCN-的立體構(gòu)型為_______，碳原子的雜化方式為_____________。

②K4[Fe(CN)6]中所含元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>__________(用元素符號(hào)表示)；1 mol [Fe(CN)6]4-中含有σ鍵的數(shù)目為____________。

(5)H3AsO3的酸性弱于H3AsO4的原因?yàn)?/span>____________________。

(6)Li、Fe和As可組成一種新型材料，其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若晶胞參數(shù)為a nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度可表示為______g●cm-3。(列式即可)

Answer 1

【答案】2 球形 電子從較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級(jí)的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，以光的形式釋放能量 基態(tài)Fe2+的價(jià)層電子排布式為3d6，而基態(tài)Fe3+的價(jià)層電子排布式為3d5，為半充滿(mǎn)狀態(tài)，穩(wěn)定性更強(qiáng) 直線(xiàn)形 sp N>C>Fe>K 12NA H3AsO3中非羥基氧原子數(shù)小于H3AsO4，砷元素的正電性更小，羥基更不易電離出氫離子

【解析】

(1)根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)Li核外電子排布式，據(jù)此書(shū)寫(xiě)基態(tài)Li原子核外電子占據(jù)的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，據(jù)此判斷Li原子核外占據(jù)最高能層電子的電子云輪廓圖形狀；

(2)焰色反應(yīng)是是電子躍遷的結(jié)果；

(3)原子核外各個(gè)軌道電子排布處于全滿(mǎn)、半滿(mǎn)或全空時(shí)是穩(wěn)定狀態(tài)；

(4)①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)分析，在SCN-中C原子形成了共價(jià)三鍵，據(jù)此判斷C原子雜化類(lèi)型；

②元素吸引電子能力越大，其電離能就越大；根據(jù)配位體及配位原子中含有的σ鍵計(jì)算；

(5)根據(jù)物質(zhì)中含有的非羥基O原子數(shù)目分析；

(6)先根據(jù)均攤方法計(jì)算一個(gè)晶胞中含有的各種元素的原子個(gè)數(shù)然后根據(jù)ρ=計(jì)算密度。

(1)Li核外電子排布式是1s22s1，1個(gè)原子軌道為1個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，基態(tài)Li原子核外電子占據(jù)的軌道有1s、2s兩個(gè)，故有2個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。占據(jù)最高能層為L層2s軌道，故電子云輪廓圖形狀為球形；

(2)金屬元素產(chǎn)生焰色反應(yīng)的原因?yàn)殡娮訌妮^高能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級(jí)的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，以光的形式釋放多余的能量，形成焰色反應(yīng)，不同金屬元素的電子躍遷時(shí)釋放的能量不同，因此焰色反應(yīng)不同；

(3)基態(tài)Fe3+的價(jià)層電子排布式為3d5，為d軌道的半充滿(mǎn)的穩(wěn)定狀態(tài)，相對(duì)穩(wěn)定形強(qiáng)，而基態(tài)Fe2+的價(jià)層電子排布式為3d6，穩(wěn)定性不如半充滿(mǎn)狀態(tài)；

(4)①SCN-中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目為2，立體構(gòu)型為直線(xiàn)形，其中碳原子的雜化方式為sp；

②K4[Fe(CN)6]中基態(tài)K、Fe、C、N原子吸引電子能力依次增強(qiáng)，第一電離能依次增大；所以四種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>N>C>Fe>K ；Fe2+與CN-形成配位鍵含6個(gè)σ鍵，每1個(gè)CN-中含有1個(gè)σ鍵，所以1mol[Fe(CN)6]4-中含有σ鍵的數(shù)目為12NA；

(5)H3AsO3中非羥基氧原子數(shù)是0，而H3AsO4中非羥基氧原子數(shù)是1，可見(jiàn)H3AsO3中非羥基氧原子數(shù)小于H3AsO4，酸分子中非羥基O原子數(shù)目越大，該酸的酸性就越強(qiáng)，且非羥基氧原子數(shù)少的酸分子中砷元素的正電性更小，羥基更不易電離出氫離子，故酸性弱于H3AsO4；

(6)由圖可知，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)Li、4個(gè)As、4個(gè)Fe，則該晶體的密度可表示為ρ=g/cm3。