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晶体结构与性质专题训练及答案

非选择题(本题包括7小题,共100分)

1.(16分)(2018·内江模拟)铁氰化钾,化学式为K[Fe(CN)],主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧

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分解生成KCN、FeC、N、(CN)等物质。

2 2 2

(1)基态钾原子核外电子排布式简写为 。

K[Fe(CN)]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是 ,各元素的第一电离能由大到小的顺序为

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。

(2)(CN)分子中存在碳碳键,则分子中σ键与π键数目之比为 。KCN与盐酸作用可生成HCN,HCN的中心原子

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的杂化轨道类型为 。

CO能与金属Fe形成Fe(CO),该化合物熔点为253K,沸点为为376K,其固体属于 晶体。

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如图是金属单质常见的两种堆积方式的晶胞模型。

①铁采纳的是a堆积方式,铁原子的配位数为 ,该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为 (用含π的最简代数式表示)。

②常见的金属铝采纳的是b堆积方式,铝原子的半径为rpm,则其晶体密度为 g·cm-3(用含有r、N的最简代数

A

式表示)。

【解析】(1)钾(K)为19号元素,原子核外共有19个电子,由于3d和4s轨道能级交错,第19个电子填入4s轨道而不填入3d轨道,基态钾原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1简写为[Ar]4s1;铁原子的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,碳原子的基态电子排布式为1s22s22p2,氮原子的基态电子排布式为1s22s22p3,则K、Fe、C、N基态原子核外未成对电子数依次为1、4、2、3,所以K[Fe(CN)]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是

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Fe(铁)。第一电离能是原子失去最外层的一个电子所需能量,第一电离能主要体现的是元素失电子的能力,C、N为非金属元素都较难失电子,C、N同周期,氮原子序数大于C,且N最外层2p能级容纳3的电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能也高于同周期相邻元素;K、Fe是金属元素都较易失电子,且K比Fe活泼,故K的第一电离能小于Fe的第一电离能,综上分析,各元素的第一电离能由大到小的顺序为NCFeK。

(2)(CN)分子中存在碳碳键,结构式为

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键与π键数目之比为3∶4。HCN的结构式为

,共价单键是σ键,共价三键中含有2个π键1个σ键,则分子中σ

,所以碳为中心原子,形成4个共价键,没有孤电子对,碳的价层

电子对为2,sp杂化。

Fe(CO)5的熔点为253K,沸点为376K,熔沸点比较低,属于分子晶体。

①铁的a堆积方式为体心立方堆积,与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的错误！未找到引用源。,这样的

原子有八个,所以铁的配位数为8;如图所示: ,晶胞中铁原子数为8×错误！未找到引用源。+1

×1=2,体心立方晶胞中r=错误！未找到引用源。a,所以铁原子总体积=2×错误！未找到引用源。πr3=2×错误！未找到引用源。π错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。πa3,晶胞体积=a3,则该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为错误！未找到引用源。π。

②铝的b堆积方式为面心立方堆积,晶胞中含有铝原子数为8×错误！未找到引用源。+6×错误！未找到引用源。=4,

则晶胞质量为错误！未找到引用源。g;该晶胞结构侧面可用如图表示: ,铝原子半径rpm=r×10-10cm,

设晶胞边长为acm,晶胞边长a与铝原子的半径为r的关系为2a2=(4r×10-10)2,解得a=2错误！未找到引用源。r×10-10,所以晶胞体积为(2错误！未找到引用源。r×10-10)3cm3,根据密度=错误！未找到引用源。,则晶体密度为错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。g·cm-3。

答案:(1)[Ar]4s1 Fe(铁) NCFeK (2)3∶4 sp (3)分子

(4)①8 错误！未找到引用源。 ②错误！未找到引用源。

2.(15分)(2017·全国卷Ⅰ)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:(1)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为 nm(填标号)。

A.404.4 B.553.5 C.589.2 D.670.8 E.766.5

(2)基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是 ,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为 。K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低