每日一题原子结构与性质的关系

氮、氧、磷、铁是与生命活动密切相关的元素。回答下列问题:

(1)P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为______,Fe3+比Fe2+稳定的原因是________。

(2)N、O、P三种元素第一电离能最大的是________,电负性最大的是________。

(3)含氮化合物NH4SCN溶液是检验Fe3+的常用试剂,SCN-中C原子的杂化类型为________,1molSCN-中含π键的数目为________NA。

(4)某直链多磷酸钠的阴离子呈如图所示的无极单链状结构,其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连,则该多磷酸钠的化学式为________。

(5)FeO、NiO的晶体结构均与氯化钠晶体结构相同、其中Fe2+和Ni2+的离子半径分别为7.8×10-2nm、6.9×10-2nm,则熔点FeO_____NiO(填“<”、“>”或“=”)原因是______________。

(6)磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞结构如图所示。P原子与B原子的最近距离为acm,则磷化硼晶胞的边长为________cm。(用含a的代数式表示)

答案与解析

解析:(1)P是第三周期元素,所以P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为32=9;为26号元素,其电子排布式为:[Ar]3d64s2,Fe3+的价电子的排布为3d5,处于半充满,结构稳定,所以Fe3+比Fe2+稳定。故答案为:9;Fe3+的价电子的排布为3d5,处于半充满,结构稳定;

(2)N、O、P三种元素,由于N元素的价电子的排布为2s22p3,处于半充满,结构稳定,所以第一电离能最大的是N元素;元素的非金属性越强,其电负性越大,所以电负性最大的是O元素。

故答案为:N;O;

(3)HSCN的结构式为:H-S-C≡N,所以SCN-中C原子的杂化类型为sp杂化;一个SCN-离子中C、N原子间含有1个σ键和2π个键,所以1molSCN-中含π键的数目为2NA。

故答案为:sp;2;

(4)根据直链多磷酸钠的阴离子的无极单链状结构,其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连,可知P、O原子个数比为1:3。根据化合价代数和为0可知,该物质中P、O、Na原子个数比为1:3:1。所以,该多磷酸钠的化学式为NaPO3或(NaPO3)n。

故答案为:NaPO3或(NaPO3)n;

(5)由题意知FeO、NiO的晶体结构均与氯化钠晶体结构相同属于离子晶体,FeO和NiO相比,阴离子相同,阳离子所带电荷相同,但Fe2+半径大于Ni2+半径,所以FeO的晶格能小,熔点低。

故答案为:<;FeO和NiO相比,阴离子相同,阳离子所带电荷相同,但Fe2+半径大于Ni2+半径,所以FeO的晶格能小,熔点低。

(6)根据晶胞结构可知,P原子处在B原子构成的正四面体的中心位置,当P原子与B原子的最近距离为acm,P原子到最近晶胞侧面距离为cm,则磷化硼晶胞的边长为cm。

故答案为:。

答案:

(1)9,Fe3+的价电子的排布为3d5,处于半充满,结构稳定,

(2)N,O,

(3)sp,2,

(4)NaPO3或(NaPO3)n,

(5)<,FeO和NiO相比,阴离子相同,阳离子所带电荷相同,但Fe2+半径大于Ni2+半径,所以FeO的晶格能小,熔点低。

(6)

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高考化学

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