Question

第四周期中某些元素的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛应用

（1）现代化学中，常利用_________上的特征谱线来鉴定元素。Ga的外围电子排布式为：_____________________，基态Ga原子核外有______种运动状态不同的电子。

（2）锗、砷、硒、溴的第一电离能由大到小的顺序为____________（用元素符号表示）；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为-49.5℃，沸点为83.1℃，则其晶体类型为_________，中心原子的杂化类型为________；砷酸的酸性弱于硒酸，从分子结构的角度解释原因_______________________。

（3）铁能形成[Fe(Bipy)₂C1₂]ClO₄等多种配合物（Bipy结构如下图A）。

①该配合物中中心原子的化合价为________；与中心原子形成配位键的原子是________。

②与ClO₄^-互为等电子体的一种非极性分子是_______(举1例)。

③1 mol Bipy中所含σ键______mol。

（4）钛（Ti）被誉为“21世纪金属”，Ti晶体的堆积方式是六方最密堆积如图B所示，晶胞可用图C表示。设金属Ti的原子半径为a cm，空间利用率为__________。设晶胞中A点原子的坐标为（1，0，0），C点原子的坐标为（0，1，0），D点原子的坐标为（0，0，1），则B点原子的坐标为________________。

Answer

原子光谱 4s24p1 31 Br>As>Se>Ge 分子晶体 sp3 H2SeO4的非羟基氧原子多，Se的正电性更高，羟基中的O原子的电子向Se偏移程度大，更容易电离出H+ +3 N 、Cl CCl4 （SiF4 等） 8 或74% (，，)

【解析】试题分析：现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。原子核外电子的运动状态互不相同，有几个电子，就有几种运动状态。同一周期元素的第一电离能呈逐渐增大趋势，第IIVA和第VA元素因其原子结构较稳定，故其第一电离能高于同周期相邻的两种元素。

（1）现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。Ga的外围电子排布式为4s24p1，Ga是31号元素，故基态Ga原子核外有31种运动状态不同的电子。

（2）锗、砷、硒、溴的第一电离能由大到小的顺序为Br＞As＞Se＞Ge；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为-49.5℃，沸点为83.1℃，其熔、沸点较低，故其晶体类型为分子晶体，中心原子锗原子形成4个σ键、无孤电子对，故其杂化类型为sp3；砷酸的酸性弱于硒酸，是因为H2SeO4的非羟基氧原子多，Se的正电性更高，羟基中的O原子的电子向Se偏移程度大，更容易电离出H+。

（3）①配合物[Fe(Bipy)2C12]ClO4的外界是ClO4-，内界有Bipy和Cl-两种配体，Bipy是电中性的，所以，中心原子的化合价为+3；两种配体中N和Cl有孤电子对，故与中心原子形成配位键的原子是N和Cl。

②ClO4-有5个原子、32个价电子，与ClO4-互为等电子体的有多种，其中属于非极性分子是CCl4和SiF4 等。

③Bipy分子中有N—N、N—H、N—C、C—H等4种σ键，注意2个C原子上分别连接1个H，故1 mol Bipy中所含σ键8mol。

（4）由Ti晶体的晶胞结构示意图可知，该晶胞为平行六面体，其底是菱形，金属Ti的原子半径为a cm，则底边长为2acm，底面的面积为2asin60。B点与底面连线的3个点构成正四面体，正四面体的高为，所以晶胞的高为，晶胞的体积为底面的面积与高的积，即，根据均摊法可以求出该晶胞中有2个Ti原子，2个Ti原子的体积为，所以，原子的空间利用率为（或74%）。设晶胞中A点原子的坐标为（1，0，0），C点原子的坐标为（0，1，0），D点原子的坐标为（0，0，1），B点的高度为晶胞高度的一半，由B点向底面作垂线，垂足为中线的三等分点，则垂足的坐标为(，0)，所以，B点原子的坐标为（）。