Question

【題目】第四周期有18種元素，其相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域均有著廣泛的應用。請回答下列問題：

（1）基態(tài)鈣原子核外電子云形狀為____________，電子占據(jù)的最高能層符號是____________。

（2）五氧化二釩（V2O5）是硫酸工業(yè)中重要的催化劑，基態(tài)釩原子的價電子排布式為____________。

（3）琥珀酸亞鐵片是用于缺鐵性貧血的預防和治療的常見藥物，其中“亞鐵”是關(guān)鍵成分，K3[Fe(CN)6]溶液是檢驗Fe2+的試劑，1molCN-中含π鍵的數(shù)目為____________，臨床建議服用維生素C促進“亞鐵”的吸收，避免生成Fe3+，從結(jié)構(gòu)角度來看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是____________。

（4）鎵、鍺、砷、硒的第一電離能由大到小的順序為____________（用元素符號表示）；其中鍺的化合物四氯化鍺可用作光導纖維滲雜劑，其熔點為-49.5℃，沸點為83.1℃，則其晶體類型為____________，中心原子的雜化類型為____________；砷酸酸性弱于硒酸，從分子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因____________；砷化硼是一種新型材料，或成為最好的熱導體，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，已知砷化硼晶胞參數(shù)為bpm，則該晶體的密度為____________ g ·cm-3。(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

Answer 1

【答案】 球形和啞鈴形 N 3d3 4s2 2NA Fe3+的3d5半滿狀態(tài)更穩(wěn)定 As＞Se＞Ge＞Ga 分子晶體 sp3 硒酸中非羥基氧原子較多（或其他合理解釋）

【解析】(1)基態(tài)鈣原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2,由于s、p兩個能級的電子云形狀分別為球形和啞鈴形，所以基態(tài)鈣原子核外電子云形狀為球形和啞鈴形；電子占據(jù)的最高能層是第四層，符號是N；

(2)釩的原子序數(shù)為23，所以其基態(tài)的價電子排布式為3d3 4s2；

(3)在CN-內(nèi)部有一個σ，兩個π鍵，所以1molCN-中含π鍵的數(shù)目為2NA；Fe2+的價電子排布式為3d6，Fe3+的價電子排布式為3d5，3d5是半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以Fe2+易被氧化成Fe3+；

(4)同周期主族元素的第一電離能從左到右是依次增大的，但其中ⅡA和ⅢA，以及ⅤA和ⅥA之間存在有全滿和半滿的情況，所以有反�，F(xiàn)象，因此鎵、鍺、砷、硒的第一電離能由大到小的順序為As＞Se＞Ge＞Ga；四氯化鍺的熔沸點都很低，所以其晶體為分子晶體；中心原子即Ge的雜化類型為sp3，可以和四個氯原子形成四個等價的共價鍵；砷酸的分子式為H3AsO4，而硒酸的分子式為H2SeO4，所以在分子結(jié)構(gòu)上，砷酸分子中的非羥基氧原子數(shù)少于硒酸的，所以砷酸酸性弱于硒酸；根據(jù)金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個砷化硼晶胞中含有4個BAs分子，所以每個晶胞的質(zhì)量m= ，其體積為V=(b×10-10)3 cm3，所以該晶體的密度為