金属镁是六方最密堆积,金属铜是面心立方最密堆积,下图分别给出它们的堆积状况和晶胞示意图,它们空间利用率相同,假定镁、铜原子均为刚性小球,已知球的半径分别为R1厘米、R2厘米,阿伏伽德罗常数的值为NA。
.Co | (1)镁原子在二维空间的配位数为____________ (2)位于晶胞中部的镁原子与离它最近两平面___________(填“相离”或“相切”或”相交”) |
| (3)铜原子在三维空间的配位数为____________ (4)请用含R2、NA的数学式子表达金属铜的密度:____________g/cm3(根号带在分子上) |
石墨烯[如图(a)所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯[如图(b)所示]。
(a)石墨烯结构(b)氧化石墨烯结构
(1)图(a)中,1号C与相邻C形成σ键的个数为________。
(2)图(b)中,1号C的杂化方式是________,该C与相邻C形成的键角________(填“>”“<”或“=”)图(a)中1号C与相邻C形成的键角。
(3)若将图(b)所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有____________(填元素符号)。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。该材料的化学式为______________。
(5)碳的一种同素异形体——C60,又名足球烯,是一种高度对称的球碳分子。立方烷(分子式:C8H8,结构是立方体:)是比C60约早20年合成出的一种对称型烃类分子,而现如今已合成出一种立方烷与C60的复合型分子晶体,该晶体的晶胞结构如下图所示,立方烷分子填充在原C60晶体的分子间空隙中。则该复合型分子晶体的组成用二者的分子式可表示为____________。
(石墨晶胞)
(6)碳的另一种同素异形体——石墨,其晶体结构如上图所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原子个数为____________个。已知石墨的密度为ρg.cm-3,C-C键长为rcm,阿伏伽德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距为____________cm。
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂(主要成分Na2B4O7)为起始物,经过一系列反应可以得到BN和火箭高能燃料及有机合成催化剂BF3的过程如下:
(1)写出由B203制备BF3的化学方程式,BF3中,B原子的杂化轨道类型为____________________。
(2)已知:硼酸的电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+,试依据上述反应写出[Al(OH)4]-的结构式________________,并推测1molNH4BF4(氟硼酸铵)中含有________________个配位键。
(3)由12个硼原子构成如图1的结构单元,硼晶体的熔点为1873℃,则硼晶体的1个结构单元中含有______________个B-B键。
(4)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼(晶体结构如图2)是通常存在的稳定相可作高温润滑剂。立方相氮化硼(晶体结构如图3)是超硬材料,有优异的耐磨性。
①关于这两种晶体的说法,不正确的是____________(填字母)。
a.两种晶体均为分子晶体
b.两种晶体中的B-N键均为共价键
c.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
d.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
②六方相氮化硼晶体结构与石墨相似却不导电,原因是________________。
(5)一种硼酸盐的阴离子为B3O6n-,B3O6n-结构中只有一个六元环,B的空间化学环境相同,O有两种空间化学环境,画出B3O6n-的结构图(注明所带电荷数);__________________。
(Ⅰ)由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成某配位化合物X,其原子个数比为14∶4∶5∶1∶1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,E元素原子的电子排布为(n-1)dn+6ns1,回答下列问题。
(1)该配位化合物X的化学式为____________。
(2)元素B、C、D的第一电离能由小到大排列顺序为____________。(用元素符号表示)
(3)D元素原子的最外层电子轨道表示式为____________。
(4)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1∶1和1∶2,两种化合物可任意比互溶,解释其主要原因为____________。
(5)A元素与E元素可形成一种红色离子化合物Y,其原子个数比为1∶1,该化合物Y可与稀硝酸反应,生成一种蓝色溶液和两种无色气体(其中一种为A元素的单质),写出该反应的化学方程式____________。
(Ⅱ).卤族元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。
(1)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6()和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸。请比较二者酸性强弱:H5IO6____________HIO4(填“>”“<”或“=”)。
(2)下图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是____________。
碘晶体晶胞
A.碘分子的排列有2种不同的取向,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构
B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是原子晶体
D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
科学家曾发表论文,宣布发现了铝的“超级原子”结构——Al13和Al14。已知这类“超级原子”的最外层电子数之和为40时处于相对稳定状态。下列说法正确的是
A.Al13和Al14互为同位素
B.Al13中铝原子间通过离子键结合
C.Al14最外层电子数之和为42,与第ⅡA族元素的性质相似
D.Al13和Al14都具有较强的还原性,容易失去电子生成阳离子
下列对各组物质性质的比较中,正确的是
A.硬度:Li>Na>K
B.熔点:金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅
C.第一电离能:Na<Mg<Al
D.空间利用率:六方密堆<面心立方<体心立方