Question

8．M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子．元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同．回答下列问题：
（1）单质M的晶体类型为金属晶体，晶体中原子间通过金属键作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为12．
（2）元素Y基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，其同周期元素中，第一电离能最大的是Ar（写元素符号）．元素Y的含氧酸中，酸性最强的是HClO₄（写化学式），该酸根离子的立体构型为正四面体．
（3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示．
①该化合物的化学式为CuCl，已知晶胞参数a=0.542nm，此晶体的密度为$\frac{4M（CuCl）}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$g•cm^-3．（写出计算式，不要求计算结果．阿伏加德罗常数为N_A）
②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是Cu⁺可与氨形成易溶于水的配位化合物．此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为[Cu（NH₃）₄]²⁺．

Answer 1

分析 依据题意可知：M为铜元素，Y为氯元素；
（1）铜属于金属，金属阳离子与电子之间通过金属键结合在一起，晶体类型为金属晶体；铜晶体是面心立方堆积，采用沿X、Y、Z三轴切割的方法确定其配位数；
（2）元素氯是17号元素，位于第三周期，依据构造原理排布排布基态电子；稀有气体的第一电离能最大；含氯的酸中高氯酸酸性最强是含氧酸中最强酸；依据酸根离子中氯原子为sP³杂化方式判断其构型；
（3）①依据晶胞结构，利用切割法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为：8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氯原子个数为4，则化学式为；CuCl；1mol晶胞中含有4molCuCl，1mol晶胞的质量为M（CuCl）×4，晶胞参数a=0.542nm，则晶体密度为$\frac{4×M（CuCl）}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{21}}$，据此解答；
②Cu⁺可与氨形成易溶于水的配位化合物，所以CuCl难溶于水但易溶于氨水；该化合物中Cu⁺被氧化为Cu²⁺，所以深蓝色溶液中阳离子为：[Cu（NH₃）₄]²⁺；

解答 解：（1）铜属于金属，金属阳离子与电子之间通过金属键结合在一起，晶体类型为金属晶体，铜晶体是面心立方堆积，采用沿X、Y、Z三轴切割的方法知，每个平面上铜原子的配位数是4，三个面共有4×3=12个铜原子，所以每个铜原子的配位数是12；
故答案为：金属晶体；金属键；12； 
（2）元素氯是17号元素，位于第三周期，依据构造原理其基态电子排布为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；其同周期元素中，第一电离能最大的是Ar，含氯的酸中高氯酸酸性最强是含氧酸中最强酸，化学式为：HClO₄，高氯酸酸根离子中氯原子为sP³杂化，没有孤对电子数，立体构型为正四面体；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；Ar； HClO₄；  正四面体；
（3）①依据晶胞结构，利用切割法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为：8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氯原子个数为4，则化学式为；CuCl；1mol晶胞中含有4molCuCl，1mol晶胞的质量为M（CuCl）×4，晶胞参数a=0.542nm，则晶体密度为；$\frac{4M（CuCl）}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$；
故答案为：CuCl；$\frac{4M（CuCl）}{{N}_{A}×{a}^{3}×1{0}^{-21}}$；
②Cu⁺可与氨形成易溶于水的配位化合物，所以CuCl难溶于水但易溶于氨水；该化合物中Cu⁺被氧化为Cu²⁺，所以深蓝色溶液中阳离子为：[Cu（NH₃）₄]²⁺；
故答案为：Cu⁺可与氨形成易溶于水的配位化合物（或配离子）；[Cu（NH₃）₄]²⁺．

点评 本题考查了晶体类型及结构特点，涉及到电子排布式、第一电离能、杂化类型的判断、配合物以及有关晶体的计算，题目难度较大，解题时注意切割法分析晶胞的技巧．