第四周期中的18种元素具有重要的用途,在现代工业中备受青睐。
(1)铬是一种硬而脆、抗腐蚀性强的金属,常用于电镀和制造特种钢。基态Cr原子中,电子占据最高能层的符号为________,该能层上具有的原子轨道数为________,电子数为________。
(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的,30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律?________(填“是”或“否”),原因是_______________________________(如果前一问填“是”,此问可以不答)。
(3)镓与第ⅤA族元素可形成多种新型人工半导体材料,砷化镓(GaAs)就是其中一种,其晶体结构如下图所示(白色球代表As原子)。在GaAs晶体中,每个Ga原子与________个As原子相连,与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为________。
(4)与As同主族的短周期元素是N、P、AsH3中心原子杂化的类型________;一定压强下将AsH3和NH3、PH3的混合气体降温时首先液化的是________,理由是________________________。
(5)铁的多种化合物均为磁性材料,氮化铁是其中一种,某氮化铁的晶胞结构如图所示,则氮化铁的化学式为________;设晶胞边长为a cm,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为________ g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。
碳族元素的单质及其化合物是一类重要物质。请回答下列问题:
(1)锗(Ge)是用途很广的半导体材料,基态Ge原子的核外电子中,有_____个未成对电子。
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是________________________________________。
(3)GeCl4可水解生成一种氧化物和一种无氧酸,其化学反应方程式为:_______________。
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是____________________。
(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为______,微粒之间存在的作用力是_______。
(6)合成氮化碳是一种硬度比金刚石还大的晶体,氮化碳的晶体类型为________,该晶体中微粒间的作用力是____________。
(7)COCl2俗称光气,分子中C原子采取sp2杂化成键,光气分子的结构式为____________,其中碳氧原子之间共价键是________(填序号)。
a.2个σ键b.2个π键c.1个σ键,1个π键
(8) CaC2中C22−与O22+互为等电子体,O22+的电子式可表示为________。
氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
(1)下列关于CaF2的表述正确的是________。
a.Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用
b.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于CaCl2
c.阴阳离子比为2∶1的物质,均与CaF2晶体构型相同
d.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电
(2)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是_______________(用离子方程式表示)。已知AlF63-在溶液中可稳定存在。
(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子构型为________,其中氧原子的杂化方式为________。
(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)=2ClF3(g) ΔH=-313 kJ·mol-1,F—F键的键能为159 kJ·mol-1,Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol-1,则ClF3中Cl—F键的平均键能为________kJ·mol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。
Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料,可制备Cu2O。
(1)在基态Cu2+核外电子中,M层的电子运动状态有_________种。
(2)Cu2+与OH-反应能生成[Cu(OH)4]2-,[Cu(OH)4]2-中的配位原子为_____(填元素符号)。
(3)[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为________。
(4)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为________;推测抗坏血酸在水中的溶解性:________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(5)一个Cu2O晶胞(如图2)中,Cu原子的数目为________。
(6)单质铜及镍都是由_______________键形成的晶体:元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是_________________________________。
下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素:
(1)I的最高化合价为________,K的元素名称为________。
(2)基态时Q元素原子的电子排布式_________________________________,J元素原子的外围电子排布式______________________。
(3)下列对比正确的是________。
a.原子半径H>G>B>A b.第一电离能E>D>C>B
c.电负性A>H>G>Q d.最高价氧化物的水化物酸性B>A>H>G
(4)下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙述不正确的是________。
a.L位于元素周期表中第5周期ⅠA族,属于s区元素
b.O位于元素周期表中第7周期ⅧB族,属于d区元素
c.M的外围电子排布式为6s1,属于ds区元素
d.H所在族的外围电子排布式为ns2np2,属于p区元素
(5)由P、A、C三种元素形成的某化合物,对氢气的相对密度为15,则该分子的键角约为________。
(6)元素B和C的气态氢化物热稳定性较强的是________(填化学式)。
(7)K的常见离子和B的最简单氢化物形成的配离子的名称为________,其水溶液颜色为________。Ag和元素K同族,且在K的下一周期,则Ag元素的原子序数为________,Ag也可以和B的最简单氢化物形成配离子,配位数为2,该配离子的符号为________。
镍能形成多种不同的化合物。图1是镍的一种配合物的结构,图2是一种镍的氧化物的晶胞。判断下列说法正确的是
A.图2可能表示的是NiO的晶胞
B.图1中C、N、O的第一电离能C>N>O
C.图2中离镍原子最近的镍原子数共为8个
D.图1分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键