【图文】第二章 载流子输运现象_百度文库
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第二章 载流子输运现象
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第二节 晶体化学原理
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你可能喜欢11种不同运动状态的电子，有4种不同能量的电子．（2）相同压强下，部分元素氟化物的熔点见下表：
183试解释上表中氟化物熔点差异的原因：NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点低，Mg2+的半径比Na+的半径小，MgF2中离子键更强，熔点更高．（3）SiF4分子的空间构型为正四面体，SiF4中Si-F键间的键角是109°28′．（4）在P、S、C1三种元素形成的氢化物中，热稳定性最大的是HCl（填氢化物的化学式）；（5）已知Na的原子半径大于C1的原子半径，其原因是：Na、C1电子层数相同，C1的核电荷数更大，核对核外电子的引力更强，原子半径更小．
分析：（1）原子中没有运动状态相同的电子，核外有几个电子就有几种不同运动状态的电子；处于同一能层中的电子，具有相同的能量，不同能层中电子，能量不同，即原子有几个能级具有几种不同能量的电子；（2）根据晶体类型及离子晶体中影响离子键强弱的因素解答；（3）根据SiF4分子中Si-F键数目判断杂化方式，进而确定空间结构与键角；（4）同周期自左而右非金属性增强，非金属性越强氢化物越稳定；（5）二者电子层相同，核电荷数越大，原子核对核外电子引力越强．解答：解：（1）原子中没有运动状态相同的电子，Na原子核外有11个电子，故核外有11种不能同运动状态的电子，钠原子核外电子分别处于1s、2s、2p、3s能级，故有4种不同能量的电子，故答案为：11；4；（2）NaF与&MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点低，Mg2+的半径比Na+的半径小，MgF2中离子键更强，熔点更高，故答案为：NaF与&MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，故SiF4的熔点低，Mg2+的半径比Na+的半径小，MgF2中离子键更强，熔点更高；（3）SiF4分子中Si原子成4个Si-F键，没有孤对电子，杂化方式为sp3，故SiF4分子空间结构为正四面体，键角为109°28′，故答案为：正四面体；109°28′；（4）同周期自左而右非金属性增强，故非金属性Cl＞S＞P，非金属性越强氢化物越稳定，故稳定性HCl＞H2S＞PH3，故答案为：HCl；（5）Na、C1电子层数相同，C1的核电荷数更大，核对核外电子的引力更强，原子半径更小，故答案为：Na、C1电子层数相同，C1的核电荷数更大，核对核外电子的引力更强，原子半径更小．点评：本题考查核外电子排布、晶体结构与性质、分子构型、结构性质位置关系等，难度不大，注意基础知识的理解与全面掌握．
科目：高中化学
（2013?上海二模）相对原子质量原来以16O原子质量的十六分之一为标准，现在以12C原子质量的十二分之一为标准，二者相差0.0043%．这两种标准中数值相同的是（　　）A．14N的质量数B．氕原子的相对质量C．氯元素的相对原子质量D．氟化钠的摩尔质量
科目：高中化学
（2013?上海二模）为了降低PM2.5的浓度，2013年上海的汽油将实行“欧Ⅴ”标准，即A元素的含量要小于10ppm（百万分比浓度），汽油中A常以C2H5AH的形式存在．则“A”元素是指（　　）A．硫B．氮C．碳D．氢
科目：高中化学
（2013?上海二模）下列有关高级脂肪酸的叙述中错误的是（　　）A．都不溶于水B．都为固态C．都比水轻D．其钠盐是肥皂的主要成分
科目：高中化学
（2013?上海二模）以下物质在空气中不会发生自燃的是（　　）A．P4B．PH3C．SiH4D．Na
科目：高中化学
（2013?上海二模）符号“3p”没有给出的信息是（　　）A．能级B．电子层C．电子亚层D．电子云在空间的伸展方向
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原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子．请回答下列问题：（1）这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为&，第一电离能最小的元素是Cu&（填元素符号）．（2）C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺序是HF＞HI＞HBr＞HCl&（填化学式），呈现如此递变规律的原因是HF分子之间形成氢键使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大&．（3）B元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为sp2&、另一种的晶胞如图二所示，该晶胞的空间利用率为34%&，若此晶胞中的棱长为356.6pm，则此晶胞的密度为3.5&gocm-3（保留两位有效数字）．（√3=1.72）（4）D元素形成的单质，其晶体的堆积模型为面心立方最密堆积&，D的醋酸盐晶体局部结构如图三，该晶体中含有的化学键是①②③&（填选项序号）．①极性键&&&&②非极性键&&&&③配位键&&&&④金属键（5）向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到的现象是首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液&．请写出上述过程的离子方程式：Cu2++2NH3oH2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-&．
本题难度：
题型：填空题&|&来源：2014-江岸区校级模拟
分析与解答
习题“原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电...”的分析与解答如下所示：
【分析】原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，则A为氢元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，即核外有6个电子，则B为碳元素；D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D原子外围电子排布为3d104s1，则D为铜元素；结合原子序数可知，C只能处于第三周期，B与C可形成正四面体型分子，则B为氯元素，（1）四种元素中电负性最大的是Cl，其基态原子的价电子数为7；金属性越强，第一电离能越小；（2）HF分子间存在氢键，沸点最高，其它卤化氢随着相对分子质量递增，其沸点升高；（3）图一为平面结构，在其层状结构中碳碳键键角为120°，每个碳原子都结合着3个碳原子，碳原子采取sp2杂化；计算晶胞中碳原子总体积与晶胞的体积，充分利用晶胞中每个C原子与周围4个C原子形成正四面体结构，确定晶胞棱长与C原子半径关系；根据均摊法计算晶胞中C原子数目，进而计算晶胞质量，再根据晶胞密度=质量体积计算；（4）晶体Cu为面心立方最密堆积，结合图三醋酸铜晶体的局部结构可确定其晶体中含有极性键、非极性键和配位键；（5）硫酸铜溶液中加入氨水会产生氢氧化铜蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到四氨合铜络离子，溶液为深蓝色的透明溶液．
【解答】解：原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，则A为氢元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，即核外有6个电子，则B为碳元素；D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D原子外围电子排布为3d104s1，则D为铜元素；结合原子序数可知，C只能处于第三周期，B与C可形成正四面体型分子，则B为氯元素，（1）四种元素中电负性最大的是Cl，其基态原子的价电子数为7，其基态原子的价电子排布图为；四元素中Cu的金属性越强，故Cu的第一电离能越小，故答案为：；Cu；（2）HF分子之间形成氢键使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，即沸点由高到低的顺序是HF＞HI＞HBr＞HCl，故答案为：HF＞HI＞HBr＞HCl；HF分子之间形成氢键使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大；（3）图一为平面结构，在其层状结构中碳碳键键角为120°，每个碳原子都结合着3个碳原子，碳原子采取sp2杂化；晶胞中每个C原子与周围4个C原子形成正四面体结构，如图所示：令碳原子半径为r，则FA长=2r，根据体积关系可知，AO长=4OF长，故FA长=3OF长，故AO长=2r+13×2r=83r，设BC长为a，BO长=23×（√32×a）=√33a，则OA长=√a2-(√33a)2=√63a，故√63a=83r，故a=4√63r，则晶胞棱长=√22×（2×4√63r）=8√33r，则晶胞体积=（8√33r）3，晶胞中C原子数目=4+6×12+8×18=8，则晶胞中碳原子总体积=8×43πr3，故晶胞空间利用率=（8×43πr3）÷（8√33r）3=34%；一个晶胞中含碳原子数为8×18+6×12+4=8，晶胞质量=8×126.02×1023g，晶胞中的棱长为356.6pm，则晶胞体积=（8×126.02×1023g）÷（356.6×10-10cm）3≈3.5&gocm-3，故答案为：sp2；34%；3.5；（4）晶体Cu为面心立方最密堆积，结合图三醋酸铜晶体的局部结构可确定其晶体中含有极性键、非极性键和配位键，故答案为：面心立方最密堆积；①②③；（5）硫酸铜溶液中加入氨水会产生蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，有关反应的离子方程式为Cu2++2NH3oH2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-，故答案为：首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；Cu2++2NH3oH2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-．
【点评】本题是对物质结构的考查，题目综合性较大，涉及元素推断、核外电子排布、晶体结构与化学键、化学用语等，是对学生综合能力的考查，（3）中晶胞空间利用率计算是难点、易错点，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力，学习中注重相关基础的积累，难度较大．
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原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层...
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与“原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电...”相似的题目：
下列各图中哪一个是氧原子的电子排布图（　　）
硼元素B在化学中有很重要的地位．硼的化合物在农业、医药、玻璃工业等方面用途很广．请回答下列问题：（1）写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子排布式&&&&．从原子结构的角度分析，B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为&&&&．（2）立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成，属于超硬材料．同属原子晶体的氮化硼（BN）比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是&&&&．（3）在BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是&&&&，SiF4微粒的空间构型是&&&&．又知若有d轨道参与杂化，能大大提高中心原子成键能力．试解释为什么BF3、SiF4水解的产物中，除了相应的酸外，前者生成BF4一后者却是生成SiF62-：&&&&．（4）科学家发现硼化镁在39K时呈超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列．如图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿Z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上．根据图示确定硼化镁的化学式为&&&&．
1999年曾报导合成和分离了含高能量的正离子N5+的化合物N5AsF6，下列叙述错误的是&&&&N5+共有34个核外电子N5+中氮-氮原子间以共用电子对结合化合物N5AsF6中As化合价为+1化合物N5AsF6中F化合价为-1
“原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D...”的最新评论
该知识点好题
1X、Y、Z和R分别代表四种元素．如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同（a、b、c、d为元素的原子序数），则下列关系正确的是（　　）
2不锈钢以其优异的抗腐蚀性能越来越受到人们的青睐，它主要是由铁、铬、镍、铜、碳等元素所组成的合金．Ⅰ．氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图1所示．（1）此配合物中，铁离子的价电子排布式为&&&&．（2）此配合物的-C2H5中C-H间形成化学键的原子轨道分别是&&&&；&&&&．Ⅱ、（1）已知CrO5中Cr为+6价，则CrO5的结构式为&&&&．（2）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni（CO）n，与Ni（CO）n中配体互为等电子体的离子的化学式为&&&&（写出一个即可）．（3）铜是第四周期最重要的过渡元素之一，其单质及化合物具有广泛用途．已知CuH晶体结构单元如图2所示．该化合物的密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为&&&&cm（用含ρ和NA的式子表示）．Ⅲ、硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域应用．（1）三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为，B原子的杂化类型为&&&&．（2）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层．如图3示意的是磷化硼的晶体结构单元，则磷化硼的化学式为，微粒间存在的作用力为&&&&．（3）正硼酸（H3BO3）是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连（如图4）．①1mol&H3BO3的晶体中有&&&&mol氢键．②硼酸溶于水应生成弱电解质一水合硼酸H2OoB（OH）3，它电离生成少量[B（OH）4]-和的H+离子．则硼酸为元酸，[B（OH）4]-含有的化学键类型为&&&&．
3铁合金及铁的化合物在生产、生活中有着重要的用途．（1）已知铁是26号元素，写出Fe2+的电子排布式&&&&．（2）已知三氯化铁固体在300℃以上可升华成含二聚三氯化铁（Fe2Cl6）分子的气体，该分子中所有原子均满足最外层8电子的稳定结构，则该分子的结构式为&&&&，你认为该分子是否为平面形分子？&&&&．（3）六氰合亚铁酸钾K4[Fe（CN）6]俗称黄血盐，它可用做显影剂，该化合物中存在的化学键类型有&&&&（从下列选项中选填：A．离子键&&&B．共价键&&&C．金属键&&&D．配位键&&&E．氢键）．黄血盐在溶液中可电离出极少量的CN-，CN-与&&&&互为等电子体（填一种即可）．CN-还可与H+结合形成一种弱酸--氢氰酸（HCN），HCN分子中碳原子的杂化轨道类型是&&&&，该分子的键α和π键数目分别为&&&&．（4）黄血盐溶液与Fe3+反应可生成一种蓝色沉淀，该物质最早由1704年英国普鲁士的一家染料厂的工人发现，因此取名为普鲁士蓝，化学式可表示为KxFey（CN）z．研究表明它的晶体的结构特征是Fe2+、Fe3+分别占据立方体的顶点，且自身互不相邻，而CN-位于立方体的棱上与Fe2+、Fe3+配位，K+填充在上述微粒形成的部分空隙中．忽略K+，该晶体的结构示意图如下四幅图所示：根据甲图可得普鲁士蓝的化学式为&&&&，忽略K+，上述四幅晶体结构图中，图&&&&是普鲁士蓝的晶胞．若把CN-看成直线，则该晶胞与《选修3》教材上的&&&&（填化学式）的晶胞结构图高度类似．
该知识点易错题
1X、Y、Z和R分别代表四种元素．如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同（a、b、c、d为元素的原子序数），则下列关系正确的是（　　）
2（1）下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是&&&&A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质（2）铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域．回答下列问题：①铜原子基态电子排布式为&&&&；②用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数．对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm．又知铜的密度为9.00gocm-3，则镉晶胞的体积是&&&&cm3、晶胞的质量是&&&&g，阿伏加德罗常数为&&&&（列式计算，己知Ar（Cu）=63.6）；（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构（如图），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为&&&&．已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为&&&&；（4）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是&&&&，反应的化学方应程式为&&&&．
3不锈钢以其优异的抗腐蚀性能越来越受到人们的青睐，它主要是由铁、铬、镍、铜、碳等元素所组成的合金．Ⅰ．氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图1所示．（1）此配合物中，铁离子的价电子排布式为&&&&．（2）此配合物的-C2H5中C-H间形成化学键的原子轨道分别是&&&&；&&&&．Ⅱ、（1）已知CrO5中Cr为+6价，则CrO5的结构式为&&&&．（2）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni（CO）n，与Ni（CO）n中配体互为等电子体的离子的化学式为&&&&（写出一个即可）．（3）铜是第四周期最重要的过渡元素之一，其单质及化合物具有广泛用途．已知CuH晶体结构单元如图2所示．该化合物的密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为&&&&cm（用含ρ和NA的式子表示）．Ⅲ、硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域应用．（1）三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为，B原子的杂化类型为&&&&．（2）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层．如图3示意的是磷化硼的晶体结构单元，则磷化硼的化学式为，微粒间存在的作用力为&&&&．（3）正硼酸（H3BO3）是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连（如图4）．①1mol&H3BO3的晶体中有&&&&mol氢键．②硼酸溶于水应生成弱电解质一水合硼酸H2OoB（OH）3，它电离生成少量[B（OH）4]-和的H+离子．则硼酸为元酸，[B（OH）4]-含有的化学键类型为&&&&．
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