高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第三章 晶体结构与性质综合与测试练习

本章达标检测

一、选择题(本题包括16小题,每题3分,共48分,每题只有一个选项符合题意)

1.(2019四川乐山沫若中学高二上第二次月考)下列说法正确的是(　　)

A.晶体在熔化或升华过程中一定存在化学键的断裂

B.原子晶体的原子间只存在共价键,而分子晶体内只存在范德华力

C.区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验

D.非金属元素的原子间只形成共价键,金属元素的原子与非金属元素的原子间只形成离子键

2.下列各项所述的数字不是“6”的是(　　)

A.在NaCl晶体中,与一个Na+最近且距离相等的Cl-的个数

B.在金刚石晶体中,最小的环上的碳原子个数

C.在二氧化硅晶体中,最小的环上的原子个数

D.在石墨晶体的片层结构中,最小的环上的碳原子个数

3.(2020上海金山第一学期高三教学质量检测)SiF4与SiCl4分子都是正四面体结构。下列判断正确的是(　　)

A.键长:Si—F键>Si—Cl键

B.键能:Si—F键>Si—Cl键

C.沸点:SiF4>SiCl4

D.共用电子对偏移程度:Si—Cl键>Si—F键

4.下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是(　　)

①SiO2和SO3　 ②晶体硅和HCl

③CO2和SO2　 ④晶体硅和金刚石

⑤晶体氖和晶体氮　 ⑥硫黄和碘

A.①②③ B.④⑤⑥

C.③④⑥ D.①③⑤

5.泽维尔研究发现,当用激光脉冲照射NaI使Na+和I-的核间距为1.0~1.5 nm时,呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是(　　)

A.NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物

B.离子晶体可能含有共价键

C.NaI晶体中既有离子键,又有共价键

D.共价键和离子键没有明显的界线

6.下列有关性质的比较中,正确的是(　　)

A.硬度:白磷>冰>二氧化硅

B.金属键由强到弱:Na>Mg>Al

C.熔点:>

D.键的极性:N—H键<O—H键<F—H键

7.(2018山东济宁第一中学高二月考)下列关于晶体的说法中,不正确的是(　　)

①晶体中微粒呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中微粒排列相对无序,无自范性

②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体

③共价键可决定分子晶体的熔、沸点

④MgO的晶格能比NaCl大,这是因为前者离子所带的电荷数多,半径小

⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律周期性重复排列

⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定

⑦干冰中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻;CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6

A.①②③ B.②③④ 

C.④⑤⑥ D.②③⑦

8.(2020黑龙江哈尔滨三中高二上学期期末) 下列叙述正确的是(　　)

A.任何晶体中,若含有阳离子也一定含有阴离子

B.离子晶体中可能含有共价键

C.离子晶体中只含有离子键不含有共价键

D.分子晶体中只存在分子间作用力,不含有化学键

9.下列说法错误的是(　　)

A.从CH4、N、S为正四面体结构,可推测P、P也为正四面体结构

B.1 mol碳化硅晶体中,平均含有4 mol C—Si键

C.水的沸点比硫化氢的高,是因为H2O分子间存在氢键,H2S分子间不能形成氢键

D.某气态团簇分子结构如图所示,该气态团簇分子的分子式为EF或FE

10.(2019浙江金华十校高三上期末联考)下列说法正确的是(　　)

A.某晶体固态时不导电,水溶液能导电,说明该晶体是离子晶体

B.硅晶体和二氧化硅晶体中原子均以共价键结合,晶体类型相同

C.HF、HCl、HBr、HI的分子间作用力依次增大

D.氮气很稳定是因为N2分子间作用力强

11.下列叙述正确的是(　　)

A.正四面体构型的分子中,键与键之间的夹角均是109°28',如金刚石中碳碳键之间的夹角

B.粒子间以分子间作用力结合而成的晶体其熔点一般不会很高

C.离子晶体中含有离子键,不可能含有共价键

D.金属阳离子只能存在于离子晶体中

12.氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构如下图所示:

下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是(　　)

A.同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构

B.氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体的晶胞结构都是立方体,它们具有相似的物理性质

C.二氧化碳晶体是分子晶体,其中不仅存在分子间作用力,而且存在共价键

D.在二氧化硅晶体中,平均每个Si原子形成4个Si—O共价单键

13.二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁的熔点是173 ℃(在100 ℃时开始升华),沸点是249 ℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。下列说法不正确的是(　　)

A.二茂铁属于分子晶体

B.在二茂铁结构中,C5与Fe2+之间形成的化学键是离子键

C.已知:环戊二烯的结构式为,其中仅有1个碳原子采取sp3杂化

D.C5中一定含π键

14.铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示(灰球代表Fe,白球代表Mg)。则下列说法不正确的是(　　)

A.铁镁合金的化学式为Mg2Fe

B.晶体中存在的化学键类型为金属键

C.晶格能:氧化钙>氧化镁

D.该晶胞的质量是 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)

15.(2019福建仙游一中高二下第一次月考)下表是A、B、C、D、E、F六种短周期元素的部分化合价、电负性和原子半径数据。下列说法正确的是(　　)

A.F的单质、FA晶体中均含有金属阳离子,都属于离子晶体

B.A2D2、F2D2都是含有非极性键的离子化合物

C.氧化物对应水化物的酸性:B<C<E

D.简单阴离子的还原性:E-<C-<B2-

16.(2019四川雅安中学高二上第一次月考)下列关于晶体的说法正确的组合是(　　)

①分子晶体中都存在共价键

②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低

④离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键

⑤CaTiO3晶体的晶胞结构如图所示(其中Ca2+、O2-、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶点位置),则每个Ti4+和12个O2-紧邻

⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合

⑦H2O比H2S分子更稳定,是因为H2O分子间存在氢键

⑧钠熔化时金属键被破坏,氯化钠熔化时离子键被破坏

A.①②③⑥ B.①②④

C.③⑤⑦ D.③⑤⑧

二、非选择题(本题包括5小题,共52分)

17.(10分)(2020山东济南章丘四中高二12月月考)铁、铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题:

(1)铁元素在元素周期表中的位置是　　　　　　,基态铁原子的核外电子排布式为　　　　。 

(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于　　　　(填晶体类型,下同)。CO2在高温高压下所形成的晶体晶胞如图所示,则该晶体属于　　　　。 

(3)铜晶体中铜原子的堆积方式如图所示。其中铜原子的配位数为　　　　。 

(4)CuCl2和CuCl是铜的两种常见的氯化物。

①如图表示的是　　　　(填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞。 

②原子坐标参数表示晶胞中各原子的相对位置。上图中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0,1,1);C为(1,1,0);则D原子的坐标参数为　　　　。 

③图示晶胞中C、D两原子核间距为298 pm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为　　　　g·cm-3。(列出计算式即可) 

18.(10分)C60、金刚石、石墨、干冰和氯化铯的结构模型如图所示:

(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为　　　　; 

A.同分异构体 B.同素异形体

C.同系物 D.同位素

(2)晶体硅的结构跟金刚石相似,1 mol晶体硅中含有硅硅单键的数目是　　　　NA; 

(3)石墨层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是　　　　　　; 

(4)观察干冰的晶体结构,每个CO2分子周围有　　　　　　个与之紧邻且等距的CO2分子; 

(5)观察图形推测,CsCl晶体中两个距离最近的Cs+间距离为a,则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为　　　　　　,每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为　　　　　　。 

19.(10分)CaF2晶胞结构如图Ⅰ所示,Cu晶体中铜原子堆积方式如图Ⅲ所示,图Ⅱ为H3BO3晶体结构图(层状结构,层内的H3BO3分子间通过氢键结合)。

(1)图Ⅰ所示的晶胞中离Ca2+最近且等距离的Ca2+数为　　　　,图Ⅲ中形成晶体后未标号的Cu原子周围最紧邻的Cu原子数为　　　　。 

(2)H3BO3晶体中B原子的杂化方式为　　　　;CNO-的空间构型为　　　　。 

(3)三种晶体熔点由高到低的顺序为 

(填化学式),H3BO3晶体受热熔化时克服的微粒之间的相互作用为　　　　　　　　　　　。 

20.(12分)(2019河南洛阳高中高三第三次统考)第ⅡB~ⅥA族半导体纳米材料(如CdTe、CdSe、ZnSe、ZnS等)在光电子器件、太阳能电池以及生物探针等方面有广阔的前景。回答下列问题:

(1)基态锌(Zn)原子的电子排布式为[Ar]　　　　。 

(2)“各能级最多容纳的电子数,是该能级原子轨道数的二倍”,支撑这一结论的理论是　　　(填标号)。 

a.构造原理 b.泡利原理

c.洪特规则 d.能量最低原理

(3)在周期表中,Se与As、Br同周期相邻,与S、Te同主族相邻。Te、As、Se、Br的第一电离能由大到小排序为　　　　　　　。 

(4)H2O2和H2S的相对分子质量相等,常温下,H2O2呈液态,而H2S呈气态,其主要原因是　　　　　　　　　　　;Se的中心原子杂化方式为　　　　　　　,其空间构型为　　　　　　　。 

(5)ZnO具有独特的电学及光学特性,是一种应用广泛的功能材料。

①已知锌元素、氧元素的电负性分别为1.65、3.5,ZnO中化学键的类型为　　　　　　。ZnO可以被NaOH溶液溶解生成[Zn(OH)4]2-,请从化学键角度解释能够形成该离子的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②一种ZnO晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、设阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度为　　　　　　　　g·cm-3。 

21.(10分)(2020湖北重点高中高三新起点联考)微量元素硼和镁对植物的叶的生长和人体骨骼的健康有着十分重要的作用,其化合物也应用广泛。

(1)基态B原子的电子排布图为　　　　　　　　,其第一电离能比Be　　　　(填“大”或“小”)。 

(2)三价B易形成配离子,如[B(OH)4]-、[BH4]-等。[B(OH)4]-的结构简式为　　　　(标出配位键),其中心原子的杂化方式为　　　　,写出[BH4]-的一种阳离子等电子体　　　　。 

(3)下图表示多硼酸根离子的一种无限长的链式结构,其化学式可表示为　　　　(以n表示硼原子的个数)。 

(4)硼酸晶体是片层状结构,下图表示的是其中一层的结构。每一层内存在的分子间作用力有　　　　。 

(5)三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低,原因是　　　　　　　　。 

(6)镁单质晶体中原子的堆积模型如下图,它的堆积模型名称为　　　　;紧邻的四个镁原子的中心连线构成的正四面体的体积是2a cm3,镁单质的密度为ρ g·cm-3,已知阿伏加德罗常数的值为NA,则镁的摩尔质量的计算式是　　　　　　　　g·mol-1。 

答案全解全析

一、选择题

1.C　如碘单质升华时只破坏分子间作用力,不破坏化学键,A错误;原子晶体的原子间只存在共价键,分子晶体内可能存在范德华力、氢键和共价键,如水、氨气等,B错误;构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来,因此,区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验,C正确;铵盐是由非金属元素组成的化合物,属于离子化合物,氯化铝是由金属元素与非金属元素组成的共价化合物,D错误。

2.C　NaCl晶体属于面心立方结构,与一个Na+最近且距离相等的Cl-有6个,A项正确;金刚石晶体中,最小的环上的碳原子有6个,B项正确;二氧化硅晶体相当于在硅晶体中两个硅原子间加上一个O原子,因此最小环上的原子有12个,C项错误;石墨晶体的片层结构中,最小的环上的碳原子有6个,D项正确。

3.B　原子半径:Cl>F,原子半径越大,则其形成的化学键的键长就越长,所以键长:Si—F键<Si—Cl键,A错误;形成化学键的原子半径越小,原子之间的结合力就越强,键能就越大,由于原子半径:Cl>F,所以键能:Si—F键>Si—Cl键,B正确;SiF4、SiCl4都是分子晶体,结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的沸点越高,由于相对分子质量:SiF4<SiCl4,所以沸点:SiF4<SiCl4,C错误;元素的非金属性越强,与同种元素的原子形成的共价键的极性就越强,共用电子对偏移程度就越大,由于非金属性:F>Cl,所以共用电子对偏移程度:Si—Cl键<Si—F键,D错误。

4.C　①SiO2属于原子晶体,存在共价键,SO3属于分子晶体,存在共价键;②晶体硅属于原子晶体,存在共价键,HCl属于分子晶体,存在共价键;③CO2和SO2均属于分子晶体,存在共价键;④晶体硅和金刚石均属于原子晶体,存在共价键;⑤晶体氖属于分子晶体,不存在共价键,晶体氮属于分子晶体,分子内存在共价键,分子间存在分子间作用力;⑥硫黄和碘均属于分子晶体,存在共价键;故选C。

5.D　由题中信息可知,当核间距改变时,键的性质会发生改变,这说明离子键和共价键没有明显的界线。

6.D　二氧化硅属于原子晶体,硬度大,白磷、冰都是分子晶体,硬度较小,故A项错误;金属键由强到弱:Al>Mg>Na,故B项错误;形成分子内氢键,熔、沸点降低,形成分子间氢键,熔、沸点升高,熔点:<,故C项错误; 非金属性:N<O<F,与氢元素形成共价键时,键的极性由小到大的顺序是N—H键<O—H键<F—H键,故D项正确。

7.D　①晶体中微粒呈周期性有序排列,且有自范性,非晶体中微粒排列相对无序,无自范性,可以用X-射线衍射实验鉴别晶体和非晶体,①正确;②含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中也含有金属阳离子,②错误;③影响分子晶体的熔、沸点的是分子间作用力,共价键决定分子的稳定性,③错误;④镁离子、氧离子所带电荷数都大于钠离子、氯离子,且半径分别小于钠离子、氯离子,所以MgO的晶格能比NaCl的大,④正确;⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律周期性重复排列,⑤正确;⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式以使其变得比较稳定,⑥正确;⑦干冰中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻,CsCl晶体中阴、阳离子的配位数是8,NaCl晶体中阴、阳离子的配位数是6,⑦错误。

8.B　在晶体中,若含有阳离子不一定含有阴离子,如金属晶体中只有金属阳离子,没有阴离子,故A错误;离子化合物形成离子晶体,离子化合物中可以含有共价键,如氢氧化钠中既有离子键,又有共价键,故B正确、C错误;分子晶体中存在分子间作用力,也可能含有化学键,如CO2的晶体中碳、氧原子之间存在共价键,故D错误。

9.D　P、P中都形成4个σ键且孤电子对数均为0,则二者均为正四面体结构,A正确;碳化硅晶体中,每个C原子与4个Si原子形成共价键,则1 mol碳化硅晶体中,平均含有4 mol C—Si键,B正确;氢键的作用力大于普通分子间作用力,H2O分子间存在氢键,H2S分子间不能形成氢键,导致水的沸点比硫化氢的高,C正确;气态团簇分子模型中含有4个E原子和4个F原子,分子式应为E4F4或F4E4,D错误。

10.B　某晶体固态时不导电,其水溶液能导电,不能说明该晶体是离子晶体,可能是分子晶体,如冰醋酸,A错误;硅晶体和二氧化硅晶体中原子均以共价键结合,都属于原子晶体,B正确;一般组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越大,即HCl、HBr、HI分子间作用力依次增大,但由于HF分子间存在氢键,故分子间作用力更大,C错误;氮气很稳定,是因为氮原子间存在三键,D错误。

11.B　正四面体构型的分子中,键与键之间的夹角不一定是109°28',如白磷是正四面体结构,其键角为60°,A错误;分子间作用力比化学键弱,容易断裂,所以粒子间以分子间作用力结合而成的晶体其熔点一般不会很高,B正确;离子晶体中一定含离子键,也可能含共价键,如NaOH既有离子键,又有共价键,C错误;金属单质是由金属阳离子和自由电子构成的,所以金属阳离子可存在于金属晶体中,D错误。

12.B　SiO2和CO2的化学式相似,但其晶体结构不同,A项正确。二氧化碳的晶体为分子晶体,分子间存在分子间作用力,分子内部碳原子和氧原子间形成共价键;氯化钠和氯化铯为离子晶体,所以三者物理性质不同,B项错误、C项正确。根据二氧化硅的结构可判断D项正确。

13.B　由题给信息知二茂铁熔点低,易升华,易溶于有机溶剂,说明二茂铁为分子晶体,故A项正确;C5与Fe2+之间形成配位键,故B项错误;1号碳原子含有4个σ键,无孤电子对,杂化类型为sp3,2、3、4、5号碳原子均形成3个σ键,无孤电子对,杂化类型为sp2,仅有1个碳原子采取sp3杂化,故C项正确;C5中碳原子没有达到饱和,存在不饱和键,则C5中含有π键,D项正确。

14.C　依据均摊法计算,晶胞中共有4个铁原子,8个镁原子,故化学式为Mg2Fe,一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”,则晶胞的质量为 g= g。Mg2+半径比Ca2+半径小,氧化镁的晶格能较氧化钙大,C项错误。

15.D　B、D的化合价都是-2价,应该位于第ⅥA族,B的原子半径大于D,则B为S元素、D为O元素;A、F的化合价都是+1价,应该位于第ⅠA族,A的原子半径小于O,则A为H元素,F的原子半径大于S,则F为Na元素;C、E的化合价都是-1价,应该位于第ⅦA族,C的原子半径大于E,则C为Cl元素、E为F元素。Na为金属晶体,NaH为离子晶体,晶体类型不同,A错误;H2O2为共价化合物,Na2O2为离子化合物,B错误;S的氧化物的水化物H2SO3为弱酸,H2SO4为强酸,而Cl的氧化物的水化物中HClO为弱酸,HClO4为强酸,氟无正价,无法比较氧化物对应水化物的酸性强弱,C错误;元素的非金属性F>Cl>S,氧化性F2>Cl2>S,所以简单阴离子的还原性:F-<Cl-<S2-,D正确。

16.D　稀有气体是单原子分子,不存在共价键,故①错误。金属晶体由金属阳离子和自由电子组成,无阴离子,故②错误。晶体中熔点高低一般顺序是:原子晶体>离子晶体>分子晶体;在原子晶体中,原子半径越大熔点越低;在离子晶体中,离子半径越大,熔点越低,电荷数越多,熔点越高;在分子晶体中,相对分子质量越大,熔点越高(含有氢键的物质除外),所以这几种物质的熔点由高到低顺序是金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S,故③正确。离子晶体中可能有共价键,如氯化铵中氮氢键属于共价键,分子晶体中肯定没有离子键,故④错误。由晶胞结构可知CaTiO3晶体中Ti4+的配位数为12,所以每个Ti4+和12个O2-紧邻,故⑤正确。SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合,故⑥错误。分子稳定性与分子内共价键的强弱有关,与分子间作用力无关,故⑦错误。氯化钠是离子晶体,离子晶体熔化时离子键被破坏,钠属于金属晶体,熔化时金属键被破坏,故⑧正确。故选D。

二、非选择题

17.答案　(1)第四周期第Ⅷ族　[Ar]3d64s2 　(2)分子晶体　原子晶体　(3)12　(4)①CuCl　②(,,)　③

解析　(1)铁元素位于周期表第四周期第Ⅷ族;Fe为26号元素,基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2。(2)Fe(CO)x晶体熔、沸点较低,属于分子晶体;由CO2在高温高压下所形成的晶体的晶胞结构图可知,在晶胞中原子之间通过共价键结合,形成空间网状结构,该晶体属于原子晶体。(3)金属铜采取面心立方最密堆积,其配位数=3×8×=12。(4)①晶胞中Cl的个数为8×+6×=4,Cu的个数为4,则化学式为CuCl,属于CuCl的晶胞。②D与周围4个原子形成正四面体结构,D与顶点C的连线处于晶胞体对角线上,则D原子的坐标参数为(,,)。③已知一个晶胞中含有4个CuCl,设晶胞的边长为a,则CD间距离为a,则a= pm,晶胞的体积为a3=(×10-10)3 cm3,晶胞的密度为 g·cm-3。

18.答案　(1)B　(2)2　(3)2　(4)12　(5)6　8

解析　(1)同种元素的不同单质互为同素异形体,C60、金刚石和石墨是碳元素的不同单质,属于同素异形体,故选B。(2)1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目是2NA个。(3)石墨层状结构中,每个碳原子被三个正六边形共用,所以平均每个正六边形占有的碳原子数为6×=2。(4)干冰是分子晶体,CO2分子位于立方体的顶点和面心,以顶点上的CO2分子为例,与它距离最近的CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上。(5)每个Cs+周围距它最近且距离相等的Cs+共有6个;每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为8。

19.答案　(1)12　12

(2)sp2　直线形

(3)CaF2>Cu>H3BO3　分子间作用力(或氢键和范德华力)

解析　(1)题图Ⅰ所示晶胞结构中,离Ca2+最近且等距离的Ca2+数为12;题图Ⅲ中形成晶体后未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子数为3+6+3=12。(2)H3BO3中B的价层电子对数=×(3+3-3×2)+3=3,故硼原子采取sp2杂化;CNO-与CO2互为等电子体,CO2为直线形结构,故CNO-也为直线形结构。(3)CaF2为离子晶体,Cu为金属晶体,H3BO3为分子晶体,三种晶体熔点由高到低的顺序为CaF2>Cu>H3BO3;在H3BO3晶体中,层内H3BO3分子间形成氢键,故H3BO3晶体熔化时克服的微粒之间的相互作用为范德华力和氢键。

20.答案　(1)3d104s2　(2)b　(3)Br>As>Se>Te

(4)H2O2分子间存在氢键　sp3杂化　三角锥形

(5)①离子键　Zn2+可以通过配位键与OH-结合成为配离子　②

解析　(1)锌为30号元素,基态锌(Zn)原子的电子排布式为[Ar]3d104s2。(2)“各能级最多容纳的电子数,是该能级原子轨道数的二倍”,支撑这一结论的理论是泡利原理。(3)同周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素;同族元素,从上到下第一电离能逐渐减小。在周期表中,Se与As、Br同周期相邻,与S、Te同主族相邻,则Te、As、Se、Br的第一电离能由大到小排序为Br>As>Se>Te。(4)H2O2和H2S的相对分子质量相等,但H2O2分子间存在氢键,沸点较高,H2S分子间不能形成氢键,使得常温下,H2O2呈液态,而H2S呈气态;Se的中心原子Se的价层电子对数=3+=4,且含一对孤电子对,采用sp3杂化,其空间构型为三角锥形。(5)①锌元素、氧元素的电负性分别为1.65、3.5,ZnO中Zn、O电负性的差值=3.5-1.65=1.85>1.7,形成离子键;Zn2+可以通过配位键与OH-结合成为配离子,所以ZnO可以被NaOH溶液溶解生成[Zn(OH)4]2-。②ZnO晶胞中含有Zn原子数=8×+6×=4,O原子数=12×+1=4,因此晶胞的质量= g,晶胞的体积=(a×10-7)3 cm3,晶胞的密度==×1023g·cm-3。

21.答案　(1)   小　(2)　sp3

N　(3)(BO2　(4)氢键、范德华力　(5) 三氯化硼为分子晶体,而氯化镁为离子晶体,范德华力比离子键弱　(6)六方最密堆积

12NA·a·ρ

解析　(1)基态B原子的电子排布式为1s22s22p1,电子排布图为;Be元素原子2s轨道为全充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能Be>B。

(2)B原子最外层有3个电子,形成3个共用电子对,有空轨道,可以接受孤电子对,[B(OH)4]-的结构简式为;B的σ键电子对数目为4,没有孤电子对,则中心原子的杂化方式为sp3;等电子体是指原子数目相同,价电子总数相同的微粒,则与[BH4]-互为等电子体的微粒有N等。

(3)根据均摊法,无限长的链式多硼酸根离子中,每个单元都有一个B原子,有一个O原子完全属于1个单元,剩余的2个O原子分别为2个单元共用,所以B原子个数与O原子个数之比为1∶(1+2×)=1∶2,结合B为+3价,可得化学式为(BO2。

(4)硼酸晶体是片层状结构,硼酸分子内存在共价键,分子间存在氢键和范德华力。

(5)三氯化硼是分子晶体,而氯化镁是离子晶体,因范德华力比离子键弱,则三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低。

(6)镁单质晶体中原子是按ABABABAB……的方式堆积的,是六方最密堆积;根据晶胞的结构可知紧邻的四个镁原子的中心连线构成的正四面体占整个晶胞的,则晶胞的体积为24a cm3,而晶胞中含有的镁原子数为2,根据ρ=,则M=12NA·a·ρ。