Question

第四周期元素在生产生活中具有重要的作用。请回答下列问题:

(1)基态Sc原子的价电子排布图为___________________。

(2)Zn²⁺和CN^-、K⁺可组成化合物K₂Zn(CN)₄,其中存在的化学键类型有____________；Zn(CN)₄^2-中的配体为_______，配位原子为_____ ,与该配离子中配体等电子体的分子为___。

(3)与Br同主族的短周期元素有F、Cl,这三种元素的简单氢化物HF、HCl、HBr的沸点从高到低的顺序为___________，理由为______。

(4)Fe-Cr-Al合金可作为汽车尾气催化剂的载体,汽车尾气催化剂可将NO₂还原为无毒害的气体,防止HNO₃型酸雨的形成,NO₂的空间构型为_____。HNO₃的酸性强于HNO₂的原因为____________________。

(5)金属铜采用面心立方堆积方式,其晶胞结构如图所示。已知该晶胞的密度为ρg. cm^-3,晶胞参数为anm,阿伏伽德罗常数为N_A,则铜原子的相对原子质量的表达式为_______(用含有ρ、a、N_A的表达式表示)。

Answer

离子键、共价键、配位键 CN－ C N2或CO HF>HBr>HCl HF、HCl、HBr均为分子晶体，HF分子之间存在氢键，因此HF的沸点最高，HCl和HBr的相对分子质量大，故HBr的沸点高于HCl； V型 HNO3中N的化合价为＋5价，其N的正电性强于HNO2中N，使羟基中O－H键的共用电子对更易偏向O原子，羟基更易电离出H＋，故酸性HNO3强于HNO2

【解析】

(1)Sc原子序数是21号元素，属于过渡元素，价电子排布式为3d14s2，然后书写出价电子排布图；

(2)该化合物属于配合物，内界和外界以离子键形式结合，然后按照配合物组成进行分析；

(3)分子晶体熔沸点高低的判断，从是否含有分子间氢键、相对分子质量大小角度进行分析；

(4)利用VSEPR模型进行分析；利用含氧酸酸性强弱规律进行分析；

(5)利用密度的定义进行分析计算；

(1) Sc原子序数是21号元素，属于过渡元素，价电子排布式为3d14s2，Sc价电子排布式图为；

(2)K2Zn(CN)4中K＋和Zn(CN)42－之间存在离子键，Zn2＋和CN－之间构成配位键，CN－中C和N之间存在共价键，因此该配合物中含有化学键的类型为离子键、配位键、共价键；Zn2＋提供空轨道，CN－中C提供孤电子对，因此配体为CN－，配位原子为C；根据等电子体的定义，与CN－等电子体的分子为N2、CO等；

(3)HF、HCl、HBr都属于分子晶体，HF含有分子间氢键，HCl、HBr不含分子间氢键，HBr的相对分子质量大于HCl，HBr的分子间作用力大于HCl，因此沸点大小顺序是HF>HBr>HCl；

(4)NO2中含有2个σ键，孤电子对数==0.5，可以认为中心原子N的价层电子对数为3，NO2的空间构型为V型；HNO3中N的化合价为＋5价，其N的正电性强于HNO2中N，使羟基中O－H键的共用电子对更易偏向O原子，羟基更易电离出H＋，故酸性HNO3强于HNO2；

(5)根据晶胞的结构，Cu原子位于顶点和面心，个数为=4，晶胞的质量为g·mol－1，晶胞的体积为(a×10－7)3cm3，根据密度的定义，，推出M=。