微题型二十物质结构与性质[题型专练]1.钛的化合物如TiSe2、Ti(NO3)4、TiCl4、酒石酸钛等均有着广泛用途。(1)写出Se的基态原子的外围电子排布式：________。(2)酒石酸钛配合物广泛应用于药物合成。酒石酸(结构如右图所示)中羧基氧原子的轨道杂化类型分别是________，1mol酒石酸中π键的数目是________。(3)TiCl4熔点是－25℃，沸点是136.4℃，可溶于苯或CCl4，该晶体属于________晶体；NO的空间构型为________。(4)主族元素A和钛同周期，具有相同的最外层电子数，元素B原子的p能级所含电子总数与s能级所含电子总数相等，且其形成的氢化物分子之间存在氢键。元素A、元素B和钛三者形成的晶体的晶胞如图所示，写出该晶体的化学式：________(用元素符号表示)。解析 (1)Se位于周期表中第4周期ⅥA族，其外围电子排布式为4s24p4。(2)羧基中碳氧双键中氧原子轨道杂化类型为sp2杂化，碳氧单键中氧原子轨道杂化类型为sp3杂化；碳氧双键中有1个π键和1个σ键，1mol酒石酸中有2mol碳氧双键，所以π键的数目是2NA。(3)该物质熔沸点较低，且能溶于有机溶剂，所以该晶体为分子晶体；根据价电子对互斥理论，NO价电子数＝(5＋1)/2＝3，N与3个O成键，没有电子孤对，所以为平面结构。(4)位于第4周期、最外层为2个电子的主族元素为钙元素，则A为Ca；B原子形成的氢化物分子之间存在氢键，说明B原子为N、O、F中的一种，再根据元素B原子的p能级所含电子总数与s能级所含电子总数相等，则B为O；用均摊法计算晶胞中的原子个数，Ca原子位于顶点：8×＝1(个)，O原子位于面心：6×＝3(个)，Ti位于体心：1个，所以该晶体的化学式为CaTiO3。答案 (1)4s24p4 (2)sp2、sp3 2NA(或2×6.02×1023) (3)分子 平面三角形 (4)CaTiO32．元素X的基态原子中的电子共有7个能级，且最外层电子数为1，X原子的内层轨道全部排满电子。在气体分析中，常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量，其化学反应为2XCl＋2CO＋2H2O===X2Cl2·2CO·2H2O。(1)X基态原子的电子排布式为________________。(2)C、H、O三种原子的电负性由大到小的顺序为________。\n(3)X2Cl2·2CO·2H2O是一种配合物，其结构如右图所示：①与CO互为等电子体的分子是________。②该配合物中氯原子的杂化方式为________。③在X2Cl2·2CO·2H2O中，每个X原子能与其他原子形成3个配位键，在图中用“→”标出相应的配位键。(4)XCl的晶胞如右图所示，距离每个X＋最近的Cl－的个数为________。解析 (1)元素X基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，是铜元素。(2)C、H、O三种原子的非金属性O>C>H，则其电负性O>C>H。(3)①利用同周期互换方法，可知CO与N2互为等电子体。②该配合物的氯原子只有单键，成对电子对数有4对，故氯原子是sp3杂化。(4)从晶胞看，1个Cl－和4个X＋形成正四面体，1个Cl－周围有4个X＋，由于该晶胞的化学式是XCl，故1个X＋周围有4个Cl－。答案 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(2)O>C>H(3)①N2 ②sp3杂化③(4)43．在5氨基四唑()中加入金属Ga，得到的盐是一种新型气体发生剂，常用于汽车安全气囊。(1)基态Ga原子的电子排布式可表示为_______________________________________。(2)5氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为________，其中N原子的杂化轨道类型为________；在1mol5氨基四唑中含有σ键的数目为________。(3)①叠氮酸钠(NaN3)是传统安全气囊中使用的气体发生剂。叠氮酸钠(NaN3\n)中含有叠氮酸根离子(N)，根据等电子体原理N的空间构型为________。②以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐做原料，可以生成碳氮化钛化合物。其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图)顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为________。解析 (1)Ga为31号元素，基态镓原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。(2)同周期元素从左向右电负性逐渐增强，故N>C，当然C>H；N原子的杂化情况见右图分析；五元环有5个σ键，环上有1个N—Hσ键，C—NH2包含3个σ键，故1mol共含有σ键的数目为9NA。(3)①CO2是N的一种等电子体，CO2是直线形分子，故N也是直线形分子；②晶胞拥有Ti：1＋×12＝4(个)，C：8×＝1(个)，N：6×＝3(个)，故碳氮化钛化合物的化学式为Ti4CN3。答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1(2)N>C>H sp2、sp3杂化 9NA(或9×6.02×1023个或5.418×1024个)(3)①直线形 ②Ti4CN34．高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一种新型的起爆药。(1)Ni2＋基态核外电子排布式为________。(2)ClO的空间构型是________；与ClO互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。(3)化学式中CHZ为碳酰肼，组成为CO(N2H3)2，碳酰肼中碳原子的杂化轨道类型为________；1molCO(N2H3)2分子中含有σ键的数目为________。(4)高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。NiO的晶胞结构如右图所示，晶胞中含有的Ni2＋数目为a，Ni2＋的配位数为b，NiO晶体中每个镍离子距离最近的镍离子数目为c，则a∶b∶c＝________。解析 (1)Ni2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d8。(2)根据价层电子对理论计算，ClO的价层电子对数＝＝4，故ClO是正四面体；与ClO互为等电子体，则原子总数相同，价电子总数相同(32)，则为CCl4或SiCl4等。(3)碳酰肼的结构简式为，C原子采用sp2杂化；碳氧双键中有1mol\nσ键，其他单键均为σ键，故1molCO(N2H3)2中有11molσ键。(4)晶胞中Ni2＋数目：8×＋6×＝4，Ni2＋配位数为6个，镍离子距离最近的镍离子为正方形中对角线位置，即有＝12，则a∶b∶c＝2∶3∶6。答案 (1)[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)(2)正四面体 CCl4(SiF4等)(3)sp2杂化 11NA(或11×6.02×1023)(4)2∶3∶65．研究证明，Fe、Fe2＋、Fe3＋易与CO、CN－等形成配合物。(1)配合物Fe(CO)5会使合成氨等生产过程中的催化剂中毒。①Fe(CO)5中铁的化合价为0，写出铁原子基态的电子排布式：______________________。该物质中含有的化学键类型有________(填字母)。A．离子键 B．极性共价键C．非极性共价键D．配位键②常温下Fe(CO)5呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃。据此可以判断Fe(CO)5晶体的类型为________。(2)Fe、Fe2＋都能被硝酸氧化。NO中氮原子轨道的杂化类型为________。(3)若向氯化铁溶液中加入少量的K4[Fe(CN)6]溶液，可生成蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6]，右图表示的是该晶体晶胞的八分之一(K＋未画出)。①写出与CN－互为等电子体的一种分子的化学式：____________；②该晶体的一个晶胞中含有的K＋的个数为________。解析 (1)铁原子的原子序数为26，基态时其原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或者表示为[Ar]3d64s2；Fe(CO)5分子中碳和氧之间存在极性共价键，配体CO和中心原子Fe之间存在配位共价键；从Fe(CO)5的物理性质可知，其微粒间作用力很弱，应该是分子间作用力，如果形成晶体，应该属于分子晶体。(2)由等电子体原理可知NO和BF3或BCl3互为等电子体，分子中价电子数均为24个，因此其中心原子杂化类型和BF3或BCl3相同，应该为sp2杂化。(3)CN－是2原子14电子体，价电子总数为10，因此和N2、C、CO等互为等电子体；由均摊法可以确定晶胞中图中已经有的微粒的个数：Fe2＋：，Fe3＋：，CN\n－：3，则根据物质电中性原则确定其中没有标出的K＋个数为，因此晶胞中K＋个数为4。答案 (1)①1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 BD②分子晶体 (2)sp2杂化 (3)①N2(或其他合理答案) ②46．原子序数小于36的X、Y、Z、W、J五种元素，原子序数依次增大，其中X元素原子半径是所有元素原子中最小的，Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，J元素原子序数为24。请回答下列问题。(1)Y、Z、W的电负性由小到大的顺序为__________________________________________。(2)J原子的核外电子排布式为________。(3)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为________。1molY2X2分子中含有σ键与π键的数目之比为________。(4)Z与W形成的一种Z2W分子，与该分子互为等电子体的阴离子为__________________(任写一种)。(5)JCl3能与Z、W的氢化物形成配位数为6的络合物，且相应两种配体的物质的量之比为2∶1，氯离子全部位于外界。则该配合物的化学式为________。答案 (1)C<N<O(2)[Ar]3d54s1(或1s22s22p63s23p63d54s1)(3)sp杂化 3∶2(4)SCN－或N(任写一种，其他合理答案也可)(5)[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3[对点回扣]1．等电子体的判断方法一是同主族变换法，如CO2与CS2、CF4与CCl4是等电子体，二是左右移位法，如N2与CO，CO、NO与SO3是等电子体。如果是阴离子，价电子应加上阴离子所带的电荷数；如果是阳离子，价电子应减去阳离子所带的电荷数。如NH价电子为8，CO价电子为24。2．晶胞中微粒数的计算方法——均摊法(1)原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是\n(2)方法：①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算a．位于顶角上的粒子同为8个晶胞所共有，粒子属于该晶胞b．位于棱上的粒子同为4个晶胞所共有，粒子属于该晶胞c．位于面上的粒子同为2个晶胞所共有，粒子属于该晶胞d．位于内部的粒子整个粒子都属于该晶胞②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占(3)图示：
