Question

【題目】Li、Fe、As均為重要的合金材料，NA為阿伏加德羅常數的值�；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)Li原子核外電子占據的空間運動狀態(tài)有________個，占據最高能層電子的電子云輪廓圖形狀為_________。

(2)Li的焰色反應為紫紅色，很多金屬元素能產生焰色反應的原因為_________。

(3)基態(tài)Fe3+比基態(tài)Fe2+穩(wěn)定的原因為____________。

(4)KSCN和K4[Fe(CN)6]均可用于檢驗Fe3+。

①SCN-的立體構型為_______，碳原子的雜化方式為_____________。

②K4[Fe(CN)6]中所含元素的第一電離能由大到小的順序為__________(用元素符號表示)；1 mol [Fe(CN)6]4-中含有σ鍵的數目為____________。

(5)H3AsO3的酸性弱于H3AsO4的原因為____________________。

(6)Li、Fe和As可組成一種新型材料，其立方晶胞結構如圖所示。若晶胞參數為a nm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度可表示為______g●cm-3。(列式即可)

Answer 1

【答案】2 球形 電子從較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，以光的形式釋放能量 基態(tài)Fe2+的價層電子排布式為3d6，而基態(tài)Fe3+的價層電子排布式為3d5，為半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性更強 直線形 sp N>C>Fe>K 12NA H3AsO3中非羥基氧原子數小于H3AsO4，砷元素的正電性更小，羥基更不易電離出氫離子

【解析】

(1)根據構造原理書寫Li核外電子排布式，據此書寫基態(tài)Li原子核外電子占據的空間運動狀態(tài)，據此判斷Li原子核外占據最高能層電子的電子云輪廓圖形狀；

(2)焰色反應是是電子躍遷的結果；

(3)原子核外各個軌道電子排布處于全滿、半滿或全空時是穩(wěn)定狀態(tài)；

(4)①根據價層電子對分析，在SCN-中C原子形成了共價三鍵，據此判斷C原子雜化類型；

②元素吸引電子能力越大，其電離能就越大；根據配位體及配位原子中含有的σ鍵計算；

(5)根據物質中含有的非羥基O原子數目分析；

(6)先根據均攤方法計算一個晶胞中含有的各種元素的原子個數然后根據ρ=計算密度。

(1)Li核外電子排布式是1s22s1，1個原子軌道為1個空間運動狀態(tài)，基態(tài)Li原子核外電子占據的軌道有1s、2s兩個，故有2個空間運動狀態(tài)。占據最高能層為L層2s軌道，故電子云輪廓圖形狀為球形；

(2)金屬元素產生焰色反應的原因為電子從較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，以光的形式釋放多余的能量，形成焰色反應，不同金屬元素的電子躍遷時釋放的能量不同，因此焰色反應不同；

(3)基態(tài)Fe3+的價層電子排布式為3d5，為d軌道的半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，相對穩(wěn)定形強，而基態(tài)Fe2+的價層電子排布式為3d6，穩(wěn)定性不如半充滿狀態(tài)；

(4)①SCN-中C原子的價層電子對數目為2，立體構型為直線形，其中碳原子的雜化方式為sp；

②K4[Fe(CN)6]中基態(tài)K、Fe、C、N原子吸引電子能力依次增強，第一電離能依次增大；所以四種元素的第一電離能由大到小的順序為N>C>Fe>K ；Fe2+與CN-形成配位鍵含6個σ鍵，每1個CN-中含有1個σ鍵，所以1mol[Fe(CN)6]4-中含有σ鍵的數目為12NA；

(5)H3AsO3中非羥基氧原子數是0，而H3AsO4中非羥基氧原子數是1，可見H3AsO3中非羥基氧原子數小于H3AsO4，酸分子中非羥基O原子數目越大，該酸的酸性就越強，且非羥基氧原子數少的酸分子中砷元素的正電性更小，羥基更不易電離出氫離子，故酸性弱于H3AsO4；

(6)由圖可知，每個晶胞中含有4個Li、4個As、4個Fe，則該晶體的密度可表示為ρ=g/cm3。