Question

（1）GaAs是新型半导体材料，第一电离能As__________Ga（填“>”或“<”），GaCl₃与AsCl₃的中心原子的杂化方式分别为______、______，分别写出一个与它们互为等电子体的分子______、________。

（2）TiO₂离子晶体的其中一种晶胞如图1所示，则Ti、O配位数之比为_________；影响离子晶体结构类型的因素有______、______ 、键性因素。

（3）基态铜原子的电子排布式是______。基态铜原子价电子层排布依据的原理，可用于解释下列事实的是_____（填标号）。

A.Fe²⁺易被氧化为Fe³⁺                    B.铜丝灼烧时焰色呈绿色

C.N的第一电离能大于O的第一电离能       D.NaCl的熔点比KCl的高

（4）铜的堆积方式（如图2）和晶胞结构（如图3）所示。若晶胞顶点A与堆积方式中的A球相对应，则晶胞中x、y、z三点与堆积方式中C球相对应的点是______。

已知铜原子的半径为r cm、摩尔质量为Mg/mol、晶体的密度为_________g/cm³（阿伏加德罗常数取N_A）

Answer

＞ sp2 sp3 BF3 PCl3 2:1 几何因素 电荷因素 1s22s22p63s23p63d104s1 （或[Ar] 3d104s1） AC y

【解析】本题主要是考查电离能、核外电子排布、杂化轨道、晶体类型与性质及晶胞结构与计算等

（1）同周期第一电离能从左到右，逐渐增大，As＞Ga；GaCl3中价层电子对个数=3+=3，所以原子杂化方式是sp2，AsCl3中价层电子对个数=3+=4，所以原子杂化方式是sp3；等电子体中含有相同的价电子数且原子个数相等，故与GaCl3互为等电子体的分子为BF3，与AsCl3 互为等电子体的分子为PCl3；

（2）观察晶胞结构，可知钛位于晶胞中心，周围距离最近的氧原子有6个，即6个面，则钛的配位数为6，由分子TiO2可知，O的配位数为3，即Ti、O配位数之比为2:1，离子晶体是由阴阳离子构成的，晶体中正负离子的半径比是决定离子晶体结构的重要因素，离子半径不同其配位数不同，称为几何因素；正负离子的电荷比是决定离子晶体结构的重要因素，离子所带电荷不同其配位数不同，称为电荷因素；离子晶体结构类型还取决于离子键的纯粹程度，简称键性因素；

（3）铜的原子序数为29，基态铜原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1；Fe2+的价电子3d6失去一个电子可形成3d5半充满稳定结构，与价电子层排布有关，A项正确；铜丝灼烧时焰色呈绿色，是因原子外层电子吸收能量，跃迁到激发态，当电子跃迁回基态时，会放出能量，这种能量以光的形势释放，不同的元素其跃迁的轨道不同，释放的能量的大小也不同，而能级差决定了释放出的光的频率，即决定了光的颜色，与价电子层排布无关，B项错误；N原子2p能级半充满，稳定性强，所以氮元素的第一电离能大于氧元素的，与价电子层排布有关，C项正确；由于二者都是相同的阴离子，对于钠离子而言，其外层电子有三层，而钾离子有四层，层数越多，质子对最外层电子的束缚能力越弱，而正是最外的这一层电子参与了晶键的形成，因此同钠离子比较，钾离子束缚力弱，在较低的温度下其外层电子即可游离，故NaCl的熔点比KCl的高，与价电子层排布无关，D项错误。

（4）晶胞顶点A与堆积方式中的A球相对应，观察可知，C球相对应的点是y；铜为面心立方晶胞，面对角线为铜原子直径的两倍，故边长为2；用均摊法得一个晶胞由4个铜原子构成，设物质为一个定值如1mol，1mol铜的质量为Mg，原子个数为NA个，而一个铜晶胞由4个铜原子组成，所以铜的体积1/4NA个晶胞体积之和， 。

【点睛】了解元素的原子杂化与形成的化合物的结构关系，掌握元素的种类与形成化学键的类别、晶体类型的关系，了解影响晶体熔沸点的因素及作用、掌握原子核外电子排布时遵循的能量最低原理、保利不相容原理和洪特规则、原子核外电子排布的能级图，正确写出原子核外电子排布式。掌握原子结构的基本理论和元素周期律知识是本题的关键。本题较为全面的考查了考生对物质结构的掌握情况。