Question

【题目】镁、铝、硅、银、铁的单质及其化合物在建筑业、飞机制造业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。回答下列问题：

（1）Fe3+价层电子的轨道表达式(电子排布图)为__。

（2）硅能形成多种化合物(如SiH4、Si2H4等)，SiH4的中心原子的杂化轨道类型为__，其分子的立体构型为__，键角为__；Si2H4分子中含有的σ键和π键的数目之比为__。

（3）Mg、Al的第一电离能：Mg__Al(填“>”或“<”)。

（4）Ca和Fe属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属Ca的熔点、沸点等都比金属Fe低，原因是__。

（5）Ag晶体的堆积方式为面心立方最密堆积(如图所示)，晶胞中Ag原子的配位数为__；设Ag原子半径为rcm，阿伏加德罗常数的值用NA表示，则Ag晶体的密度为__g·cm-3(写出表达式)。

Answer 1

【答案】 sp3 正四面体形 109°28′ 5:1 > Ca的原子半径较大，且价电子较少，金属键较弱 12

【解析】

(1)Fe为26号元素，失去最外层3个电子形成Fe3+，所以Fe3+价层电子的轨道表达式(电子排布图)为；

(2)SiH4分子中心Si原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，为sp3杂化，空间构型为正四面体，键角为109°28′；Si2H4分子结构与C2H4，有一个Si=Si双键，四个Si-H单键，所以σ键和π键的数目之比5:1；

(3)Mg的最外层为半满状态，其第一电离大于同周期相邻元素，所以第一电离能Mg>Al；

(4)金属的熔沸点与金属键强弱有关，与Fe相比Ca的原子半径较大，且价电子较少，金属键较弱，则金属Ca的熔点、沸点等都比金属Fe低；

(5)以顶点的原子分析，位于面心的原子与之相邻最近，1个顶点原子为12个面共用，故配位数为12；根据其晶胞模型可知，面对角线上三个原子相切，设晶胞边长为acm，则有2a2=(4r)2，解得a=cm，则晶胞体积V=a3=cm3；根据均摊法可知该晶胞含有Ag原子个数为，所以晶胞的质量m=，则晶胞的密度。