1、第5课时 金属晶体和离子晶体 一、金属键1.本质：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共有,从而把所有的金属原子维系在一起。2.金属具有延展性、导电性和导热性的原因(1)延展性：当金属受到外力作用时,晶体中各原子层就会发生相对滑动,但不会改变原来的排列方式,而且弥漫在金属原子间的“电子气”可以起到类似轴承中滚球之间润滑剂的作用,即金属的离子和自由电子之间的较强作用仍然存在,因而金属都有良好的延展性。(2)导电性：金属内部的原子之间的“电子气”的流动是无方向性的,在外加电场的作用下,电子气在电场中定向移动形成电流。(3)导热性：金属的热导率随温度的升高而降低,是由于
2、“电子气”中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞的缘故。三、离子晶体1.离子晶体中阴、阳离子交替出现,层与层之间如果滑动,同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定,所以离子晶体无延展性。2.离子晶体不导电,但在熔融状态或水溶液中能导电。3.离子晶体难溶于非极性溶剂而易溶于极性溶剂。4.离子晶体的熔、沸点取决于构成晶体的阴、阳离子间离子键的强弱,而离子键的强弱,又可用离子半径衡量,通常情况下,同种类型的离子晶体,离子半径越小,离子键越强,熔、沸点越高。5.离子晶体中不一定含有金属阳离子,如 NH4Cl 为离子晶体,不含有金属阳离子,但一定含有阴离子。1.关于下列几种离子晶体,说法不正确的是()A.
3、由于 NaCl 晶体和 CsCl 晶体中正负离子半径比不相等,所以两晶体中离子的配位数不相等B.CaF2 晶体中,Ca2配位数为 8,F配位数为 4,配位数不相等主要是由于 F、Ca2电荷(绝对值)不相同C.MgO 的熔点比 MgCl2高主要是因为 MgO 的晶格能比 MgCl2 大D.MCO3 中 M2离子半径越大,MCO3 热分解温度越低D【解析】A.离子晶体中的离子配位数由晶体中正负离子的半径比决定,正负离子半径比越大,配位数越大,NaCl晶体小于 CsCl 晶体中正负离子半径比,所以 NaCl 晶体中离子配位数为 6,而 CsCl 晶体中离子配位数为 8,故 A 正确；B.在 CaF2
4、 晶体中,Ca2 和 F的电荷绝对值比是21,Ca2的配位数为 8,F的配位数为 4,故 B 正确；C.晶体能越大,物质越稳定,熔点越高,MgO 的晶体能比MgCl2 大,所以 MgO 的熔点比 MgCl2 高,故 C 正确；D.MCO3 中 M2半径越大,碳酸盐也就越稳定,分解温度越高,故 D 错误。2.下列各组物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是()A.H2O、H2S、H2SeB.Hg、Na、NaClC.晶体硅、金刚石、碳化硅D.S、Br2、O3D【解析】物质的熔点与晶体类型及微粒间的相互作用有关,一般原子晶体的熔点高于离子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,A.都是分子晶体,相对分子质
5、量越大,熔点越高,但水中存在氢键,熔点最高,由高到低为 H2O、H2Se、H2S；B.Hg、Na 是金属,NaCl 是离子晶体,熔点由高到低为 NaCl、Na、Hg；C.晶体硅、金刚石、碳化硅都是原子晶体,键能 CC 键CSi 键SiSi 键,熔点由高到低为金刚石、碳化硅、晶体硅；D.都属于分子晶体,常温下 S 为固体,Br2 为液体,O3 为气体。3.已知 A、B、C、D、E、F 为前四周期的六种元素,原子序数依次增大,其中 A 位于周期表的 s 的区,其原子中电子层数和未成对电子数相同；B 原子价电子排布式为nsnnpn,B 和 E 同主族,D 原子的最外层电子数是其内层的 3倍；F 元素
6、位于元素周期表的第四行、第十一列。试回答下列问题：(1)基态F原子的核外电子排布式为_。(2)关于 B2A2 的下列说法中正确的是_(填选项序号)。B2A2 中的所有原子都满足 8 电子稳定结构每个 B2A2 分子中 键和 键数目比为 11B2A2 是由极性键和非极性键构形成的非极性分子B2A2 中心原子的杂化类型为 sp 杂化(3)B、C、D 三种元素第一电离能按由大到小的顺序排列为_(用元素符号表示)。(4)C的气态氢化物与C的最高价氧化物对应的水化物反 应 生 成 一 种 盐 H,H 晶 体 中 存 在 的 化 学 键 类 型 有_(填选项序号)。离子键 共价键 氢键 配位键 金属键(5
7、)基态 E 原子的最高能层具有的原子轨道数为_；B 和 E 分别与氧元素形成的最高价氧化物中,熔沸点较高的是_(写化学式)；(6)F 单质的晶体堆积方式为面心立方,其配位数为_；若 F 的相对分子质量为 M,它的晶胞棱长为 a(cm),则 F 晶体的密度为_gcm3。(阿伏伽德罗常数为NA)【解析】已知 A、B、C、D、E、F 为前四周期的六种元素,原子序数依次增大,其中 A 位于周期表的 s 区,其原子中电子层数和未成对电子数相同,因此 A 一定是氢元素；B 原子价电子排布式为 nsnnpn,则 n2,所以 B 是碳元素。D 原子的最外层电子数是其内层的 3 倍,则 D 一定是氧元素。C 元
8、素的原子序数介于碳元素和氧元素之间,则 C是氮元素；F 元素位于元素周期表的第四行、第十一列,则 F 的原子序数是 29,属于铜元素。B 和 E 同主族,原子序数小于铜元素,则 E 是硅元素。(1)铜元素的原子序数是 19,则根据核外电子排布规律可 知 基 态F原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 为1s22s22p63s23p63d104s1 或Ar3d104s1。(2)B2A2 是乙炔,其中氢原子不能满足 8 电子稳定结构,不正确；单键都是 键,三键是由 1 个 键和 2 个 键组成,则每个 B2A2 分子中 键和 键数目比为 32,不正确；乙炔分子中碳氢原子之间是极性键,碳原子与碳原子
9、之间是非极性键,乙炔是直线型结构,因此乙炔是由极性键和非极性键构形成的非极性分子,正确；乙炔是直线型结构,则分子中心原子的杂化类型为 sp 杂化,正确,答案选。(3)非金属性越强,第一电离能越大。由于氮元素的 2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,因此 B、C、D 三种元素第一电离能按由大到小的顺序排列为 NOC。(4)C 的气态氢化物是氨气,C 的最高价氧化物对应的水化物是硝酸,二者反应生成一种硝酸铵,硝酸铵晶体中存在的化学键类型有离子键、共价键、配位键,答案选。(5)基态硅原子的最高能层是 M 层,具有的原子轨道数为 1359；B 和 E 分别与氧元素形成的最高价氧化物分别是 CO2 和
10、SiO2,其中 CO2 是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,所以熔沸点较高的是 SiO2；(6)铜单质的晶体堆积方式为面心立方,其配位数为12；晶胞中铜原子数目81/861/24,若铜的相对分子质量为 M,它的晶胞棱长为 a(cm),则 F 晶体的密度mV4NAMa3 4Ma3NAgcm3。【答 案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1 或 Ar3d104s1(2)(3)NOC (4)(5)9 SiO2(6)12 4MNAa3【例 1】下列有关晶体的说法中正确的是()A.某晶体固态不导电,水溶液能导电说明该晶体是离子晶体B.原子晶体的原子间只存在共价键,而分子晶体内只存在范德华力C.
11、区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行 X-射线衍射实验D.任何晶体中,若含有阳离子也一定含有阴离子【解析】A.晶体固态不导电,溶于水导电,则该晶体不一定是离子晶体,分子晶体溶于水也能导电,如氯化铝,错误；B.原子晶体的原子间只存在共价键,而分子晶体内不仅存在范德华力,分子内还存在共价键,错误；C.区分晶体和非晶体可以对固体进行 X-射线衍射实验,出现明锐的谱线的是晶体,正确；D.晶体中含有阳离子不一定含有阴离子,如金属晶体中含有金属阳离子,但不含有阴离子,而含有自由移动的电子,错误。【答案】C二、金属导电与电解质溶液导电的比较运动的微粒过程中发生的变化温度的影响金属导电自由电子物理变化升温
12、，导电性减弱电解质溶液导电阴、阳离子化学变化升温，导电性增强三、四种晶体的比较晶体类型金属晶体离子晶体分子晶体原子晶体基本微粒金属阳离子、自由电子阴离子、阳离子分子原子物质类别金属单质离子化合物多数的非金属单质和共价化合物金刚石、碳化硅(SiC)、晶体硅、二氧化硅等少数的非金属单质和共价化合物晶体类型金属晶体离子晶体分子晶体原子晶体物理性质硬度和密度较大，熔、沸点相差很大，有延展性，有光泽硬度和密度较大，熔、沸点较高硬度和密度较小，熔、沸点较低硬度和密度大，熔、沸点高决定熔、沸点高低的因素金属键强弱离子键强弱(或晶格能大小)范德华力(或氢键)的强弱共价键的强弱导电性固态就可导电熔融或溶于水能导
13、电 某些溶于水能导电均不导电【例 2】共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。现有下列晶体：Na2O2 SiO2 石墨 金刚石 NaCl 白磷,晶体中含有两种作用力的是()A.B.C.D.【解析】过氧化钠是离子化合物,含有离子键和共价键；SiO2 属于原子晶体,存在共价键；石墨属于混合晶体,有共价键、金属键、范德华力；金刚石属于原子晶体,含有共价键；氯化钠属于离子晶体,只含有离子键；白磷属于分子晶体,含有共价键、分子间作用力,故符合题意的是 D 选项。【答案】D四、三维空间模型常见的三种结构三种典型结构类型体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格配位数81212常见金属晶体结构(有些金属晶
14、体可能有两种或三种晶格)Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba、Ti、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、FeCa、Sr、Cu、Au、Al、Pb、Ni、Pd、Pt Be、Mg、Ca、Sr、Co、Ni、Zn、Cd、Ti 三种典型结构类型体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格结构示意图堆积模型钾型铜型镁型空间利用率68%74%74%堆积形式体心立方最密堆积面心立方最密堆积六方最密堆积【例 3】有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是A.为简单立方堆积,为六方最密堆积,为体心立方堆积,为面心立方最密堆积B.每个晶胞含有的原子数分别为：1 个,2 个,2个,4 个C.晶胞中原子的配
15、位数分别为：6,8,8,12D.空间利用率的大小关系为：SiH4CH4；则A 族元素氢化物沸点顺序也是 AsH3PH3NH3B.第 二 周 期 元 素 氢 化 物 稳 定 性 顺 序 是HFH2ONH3；则第三周期元素氢化物稳定性顺序也是HClH2SPH3C.晶体中有阴离子,必有阳离子；则晶体中有阳离子,也必有阴离子D.干冰(CO2)是分子晶体；则二氧化硅(SiO2)也是分子晶体B【解析】A.A 族元素氢化物不含氢键,分子的相对分子质量越大,沸点越高,则沸点顺序是：GeH4SiH4CH4,但A 族元素氢化物中,NH3含有氢键,沸点最高,应为 NH3AsH3PH3,A 错误；B.元素的非金属性越
16、强,稳定性越大,同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强,则对应的氢化物的稳定性逐渐增强,B 正确；C.金属晶体组成微粒为金属阳离子和自由电子,不含阴离子,C 错误；D.干冰(CO2)是分子晶体,而 SiO2 为原子晶体,D 错误。4.离子晶体稳定性取决于晶体中晶格能的大小。判断KCl、NaCl、CaO、BaO 四种晶体稳定性由高到低的顺序是()A.KClNaClBaOCaOB.NaClKClCaOBaOC.CaOBaONaClKClD.CaOBaOKClNaClC【解析】晶格能与阴、阳离子所带电荷数的乘积成正比,与阴、阳离子间的距离成反比,可知 CaO、BaO 中离子电荷数大于 NaCl、K
17、Cl 中离子电荷数,且 r(Ca2)r(Ba2),r(Na)r(K),故熔点高低顺序为：CaOBaONaClKCl。5.下列有关晶体的叙述中错误的是()A.石墨的层状结构中由共价键形成的最小的碳环上有 6 个碳原子B.氯化钠晶体中每个 Na周围紧邻的有 6 个 ClC.CsCl 晶体中每个 Cs周围紧邻的有 8 个 Cl,每个Cs周围等距离紧邻的有 6 个 CsD.在面心立方最密堆积的金属晶体中,每个金属原子周围紧邻的有 4 个金属原子D【解析】石墨的层状结构中由共价键形成的最小的碳环上有 6 个碳原子,氯化钠晶体中每个 Na周围紧邻的有6 个 Cl,每个 Cl周围紧邻的有 6 个 Na。Cs
18、Cl 晶体中每个 Cs周围紧邻的有 8 个 Cl,每个 Cs周围等距离紧邻的有 6 个 Cs。在面心立方最密堆积的金属晶体中,每个金属原子周围紧邻的有 12 个金属原子。6.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,结构如图所示,有关说法不正确的是()A.该晶体属于离子晶体B.晶体的化学式为 Ba2O2C.该晶体晶胞结构与 NaCl 相似D.与每个 Ba2距离相等且最近的 Ba2共有 12 个B【解析】钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,由晶胞结构可知构成微粒为 Ba2、O22,故该晶体属于离子晶体,故 A 项说法正确；该物质化学式为 BaO2,故 B 项说法错误；该晶胞中每个 Ba2周围有
19、 6 个 O22,同样每个O22 周围有 6 个 Ba2,晶胞结构与 NaCl 相似,故 C 项说法正确；与每个 Ba2距离相等且最近的 Ba2共有 12 个,与每个 O22 距离相等且最近的 O22 共有 12 个,故 D 项说法正确。7.下列有关化学键与晶体说法中,不正确的是()A.离子晶体的晶格能越大,离子晶体的熔、沸点越高B.共价键的键能越大,分子晶体的熔、沸点越高C.成键原子的原子轨道重叠越多,共价键越牢固D.共用电子对不发生偏移的化学键是非极性共价键B【解析】A.反应时 1 mol 离子化合物中的阴、阳离子从相互分离的气态结合成离子晶体时所放出的能量称为晶格能,晶格能大的物质就说明
20、其离子键引力强。离子键越强,想让其分离时所需的能量就越大,晶格能也越大,熔、沸点越同,故 A 错误。B.分子晶体状态的改变破坏的是分子间作用力,所以分子中的共价键键能大小和分子晶体的熔沸点没关系,故 B 错误。8.下列有关金属晶体判断正确的是()A.简单立方：配位数为 6、空间利用率为 68%B.钾型：配位数为 6、空间利用率为 68%C.镁型：配位数为 8、空间利用率为 74%D.铜型：配位数为 12、空间利用率为 74%D【解析】A.简单立方的空间利用率为 52%,错误；B.钾型的配位数为 8,错误；C.镁型的配位数为 12,错误；D.铜型：配位数 12、空间利用率 74%,正确。9.分析
21、化学中常用 X 射线研究晶体结构,有一种蓝色晶体可表示为：MxFey(CN)z,研究表明它的结构特性是Fe2、Fe3分别占据立方体的顶点,自身互不相邻,而 CN一位于立方体的棱上,其晶体中的阴离子结构如图示,下列说法正确的是()CA.该晶体是原子晶体B.M 的离子位于上述立方体的面心,呈2 价C.M 的离子位于上述立方体的体心,呈1 价,且 M空缺率(体心中没有 M的占总体心的百分比)为 50%D.晶体的化学式可表示为 MFe2(CN)3,且 M 为1 价【解析】A.该结构中存在阴、阳离子,所以一定不是原子晶体,而是离子晶体,错误；B.Fe2、Fe3分别占据立方体的顶点,则铁离子与亚铁离子的个
22、数是 41/81/2,而 CN位于立方体的棱上,则 CN的个数是 121/43,所以 M、Fe、CN的个数比是 x26,则 x236,所以 x1,该晶体的化学式是 MFe2(CN)6,则 M 离子为1 价,且 M 位于立方体的体心,错误；C.因为该晶胞中铁离子与亚铁离子的个数是 41/81/2,相当于 2 个晶胞拥有 1 个 M,则 M空缺率(体心中没有 M的占总体心的百分比)为 50%,正确；D.该晶体的化学式是 MFe2(CN)6,错误。10.(1)下列数据是对应物质的熔点()NaClNa2OAlF3AlCl3 BCl3 Al2O3CO2SiO2 801920129119010920735
23、7 1723据此作出的下列判断中,错误的是()A.铝的化合物晶体中没有离子晶体B.表中只有 BCl3,干冰是分子晶体C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D.不同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体(2)SiO2 晶体结构片断如图所示。SiO2 晶体中 Si 和SiO 键的比例为_。通常人们把拆开 1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。化学键SiO SiSi OO 键能 kJmol1460176498Si(s)O2(g)SiO2(s),该 反 应 的 反 应 热 H _。【解析】(1)氧化铝的熔点很高,属于离子晶体,A 不正确。根据熔点大小可知,氯化铝也是分子晶体,B 不正确。C
24、 正确,例如 CO2 是分子晶体,二氧化硅是原子晶体。D正确,例如氧化钠是离子晶体,CO2 是分子晶体,二氧化硅是原子晶体。答案选 AB。(2)在二氧化硅晶体,每个硅原子与 4 个氧原子相连,所以 SiO2 晶体中 Si 和 SiO 键的比例为 14。反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,所以该反应的反应热是 176 kJmol12498 kJmol1460 kJmol14990 kJmol1。【答案】(1)AB(2)14 990 kJmol111.W、Q、R、X、Y、Z 六种元素的原子序数逐渐增大。已知 W 原子 1s 轨道上只有一个电子,Q、X 原子 p 轨道的电子数分别
25、为 2 和 4,Z 的原子序数为 29,除 Z 外均为短周期主族元素,Y 原子的价电子排布为(n1)sn(n1)pn。请回答下列问题：(1)Q 和 W 能形成一种化合物的相对分子质量为 28,则 该 化 合 物 的 中 心 原 子 采 取 的 杂 化 轨 道 类 型 是_,该分子中含有_个 键。(2)Z 原子的核外电子排布式为_；向 Z 的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀,后沉淀溶解为深蓝色溶液,加入乙醇会析出蓝色晶体,该晶体中 Z 的离子与 NH3之间的化学键为_。(3)这六种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于_晶体；W、Q、X 三种元素之间可以形成多种化合物,其中邻羟基苯
26、甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点,理由是_。邻 甲 基 苯 甲 醛 分 子 中 碳 原 子 轨 道 的 杂 化 类 型 为_。1 mol 苯甲醛分子中 键为_ mol。(4)元素 X 的阴离子 Xn中所有电子正好充满 K 和 L电子层,CnX 晶体的最小结构单元如图所示。该晶体中阳离子和阴离子个数比为_,晶体中每个 Xn被_个等距离的 C离子包围。【解析】W、Q、R、X、Y、Z 六种元素的原子序数逐渐增大。已知 W 原子 1s 轨道上只有一个电子则 W 是H。Q、X 原子 p 轨道的电子数分别为 2 和 4,这说明 Q 是C,X 是 O,则 R 是 N。Z 的原子序数为 29,则 Z 是 Cu
27、。除 Z 外均为短周期主族元素,Y 原子的价电子排布为(n1)sn(n1)pn,则 n2,所以 Y 是 Si 元素。(1)Q 和 W 能形成一种化合物的相对分子质量为 28,该化合物是乙烯。乙烯是平面型结构,则该化合物的中心原子采取的杂化轨道类型是 sp2 杂化。单键都是 键,而双键是由 1 个 键和 1 个 键构成,则根据乙烯的结构简式 CH2CH2 可知该分子中含有 1 个 键。(2)铜的原子序数是 29,根据核外电子排布规律可知,原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 为 Ar3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)；向 Z 的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀,后沉
28、淀溶解为深蓝色溶液,加入乙醇会析出蓝色晶体,该晶体是配合物,其中铜离子与 NH3 之间的化学键为配位键。(3)同主族自上而下电负性逐渐减小,同周期自左向右电负性逐渐增大,则这六种元素中,电负性最大是氧元素,最小的非金属是硅元素,两种非金属元素形成的晶体是二氧化硅,属于原子晶体；由于邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛能在分子间形成氢键,分子间氢键强于分子内氢键,所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点；甲基碳原子是饱和碳原子,属于 sp3 杂化。醛基和苯环上的碳原子是 sp2 杂化,则邻甲基苯甲醛分子中碳原子的杂化类型为 sp2 和 sp3。单键都是 键,而双键是由 1 个 键和 1
29、个 键构成,则根据苯甲醛的结构简式CHO 可知 1 mol 苯甲醛分子中 键为 14 mol。(4)根据晶胞结构可知 X 原子的个数81/81,C原子数121/43,所以该晶体中阳离子和阴离子个数比为 31。晶体中每个 Xn被 6 个等距离的 C离子包围,即上下左右前后各 1 个。【答案】(1)sp2 杂化 1(2)Ar3d104s1(或 1s22s22p63s23p63d104s1)配位键(3)原子 邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛能在分子间形成氢键,分子间氢键强于分子内氢键 sp2 和 sp3 杂化 14(4)31 612.金属金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方晶体,即在立
30、方体的 8 个顶点各有一个金原子,各个面的中心有一个金原子,每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为 d cm,用 NA 表示阿伏加德罗常数,金的摩尔质量为 M gmol1。(1)金晶体每个晶胞中含有_个金原子。(2)欲计算一个晶胞的体积,除假定金原子是刚性小球外,还应假定_。(3)一个晶胞的体积是_。(4)金晶体的密度是_。【解析】(1)由分摊法,在每个面心立方体中,每个顶点上的金原子为 8 个晶胞所共有,因此每个原子有18属于晶胞；根据类似的道理,每个面的中心的金原子,每个原子有12属于晶胞。所以每个晶胞中的金原子数8186124；(2)应假定：在立方体各个面的对角线上 3 个金原子彼
31、此两两相切(紧密排列)；(3)每个晶胞的体积为(d2 22)32 2d3cm3；(4)每个晶胞的质量为4MNA,故金的密度为：mV4MNA2 2d3 2Md3NA(gcm3)。【答案】(1)4(2)在立方体各个面的对角线上 3 个金原子彼此两两相切(紧密排列)(3)2 2d3cm3(4)2Md3NAgcm313.A、B、C、D、E、F 为原子序数依次增大的六种元素,其中 A、B、C、D、E 为短周期元素,F 为第四周期元素,F 还是前四周期中电负极最小的元素。已知：A 原子的核外电子数与电子层数相等；B 元素原子的核外 p 电子数比 s 电子数少 1 个；C 原子的第一至第四电离能为 I173
32、8 kJmol1,I21451 kJmol1,I37733 kJmol1,I410540 kJmol1；D 原子核外所有 p 轨道为全充满或半充满；E 元素的族序数与周期序数的差为 4；(1)写出 E 元素在周期表位置：_；D 元素的原子的核外电子排布式：_。(2)某同学根据题目信息和掌握的知识分析 C 的核外电子排布为该同学所画的轨道式违背了_。(3)已知 BA5 为离子化合物,写出其电子式：_。(4)DE3 中心原子杂化方式为_,其空间构型为_。(5)某金属晶体中原子堆积方式如图甲,晶胞特征如图乙,原子相对位置关系如图丙,则晶胞中该原子配位数为_；空间利用率为_；该晶体的密度为_。(已知该
33、金属相对原子质量为 m,原子半径为 a cm)【解析】(1)由题意分析知 F 为 K；A 为 H；B 为 N；由电离能知 C 的2 价稳定,为 Mg；D 为 P；E 为 Cl。(2)原子的核外电子分能级排布,按构造原理先排能量低的能级,再排能量高的能级,遵循能量最低原理时,该原子才最稳定。该同学未排满 3s 能级,就排 3p 能级,违背了能量最低原理。(3)NH5为离子化合物,则为铵盐,存在 NH4 和 H。(4)PCl3 中心原子 P 上的价层电子对312(531)4,杂化类型为 sp3 杂化；存在一个孤电子对,故分子构型为三角锥形。(5)由图可知：该金属堆积方式为面心立方最密堆积,原子配位数为 12,空间利用率为 74%；由图乙可知每个晶胞中含有的原子数为 8186124。设晶胞的棱长为 x,由图丙知 x2x2(4a)2,x2 2a,若该晶体的密度为,则(2 2a)3 4NAm,2m8a3NA gcm3。【答案】(1)第三周期A 族 1s22s22p63s23p3 (2)能量最低原理(3)(4)sp3 三角锥形(5)12 74%2m8a3NAgcm3