以氢氧化物为负载的钉(Ru)催化剂对化学合成具有重要应用价值。将氢化物引入钙钛矿催化剂载体中形成氢氧化物负载,可有效防止钉催化剂氢中毒并增加反应活性。回答下列问题:
(1)一种具有催化作用的钌配合物结构如图所示。
①在元素周期表中,钌元素与铁元素同族,则釕元素位于_____区。
②该配合物中,N原子的杂化方式为______,Ru的配位原子在空间中共同构成____结构(填标号)。
A 平面六边形 B 三角双锥 C 八面体 D 三棱柱
③该配合物中第二周期元素原子第一电离能由大到小的顺序为________ (用元素符号表示)。
(2)钙钛矿是自然界中的一种常见矿物,其晶体属立方品系,密度为ρ g/cm3,某种钙钛矿的晶胞结构如图所示。
①NA为阿伏加德罗常数的值,晶胞中氧离子之间的最短距离为_______cm(用含ρ和NA的代数式表示)。
②一种无金属钙钛矿MDABCO-NH4L的晶胞结构与钙钛矿相同。若在MDABCO-NH4I3的晶胞中MDABCO的分数坐标为(0,0,0),I-的一种分数坐标为(,
,0),则NH
的分数坐标为_______,与MDABCO距离最近的I-有__________个。
d sp2 C N>O>C (
,
,
) 12
【解析】
(1)根据原子的结构特点和配位化合物及电离能的知识点解答。
(2)该晶胞为正方体,根据晶胞知识作答。
【详解】
(1)①Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,最后一个电子排在d区,属于d区元素,所以釕元素位于d区;
②N原子旁边已形成8电子稳定结构,无孤电子对,含有3个σ键,所以其杂化方式为sp2,Ru的配位原子有6个,构成一个八面体,故选C;
③该化合物中第二周期元素有C、N和O三种元素,同周期从左到右元素的第一电离能逐渐增大,而第二主族的大于第三主族,第五主族的大于第六主族的,故三种元素的第一电离能的大小顺序为N>O>C;
(2)①该晶胞的化学式为CaTiO3,设晶胞的边长为acm,则有a3×ρ =136÷NA,面对角线=√2a,相交两边上的O距离最近,距离等于√2a/2,故最近的O原子的距离为;
②比较两者的化学式可知MDABCO相似于Ti4+,I-相似于O2-,则NH4+相似于Ca2+,Ca2+处于体心,其坐标为(,
,
),故NH4+的坐标为(
,
,
)。由晶胞可知距Ti4+最近的O2-有3×8÷2=12个,MDABCO距离最近的I-也是12个。
电负性:
(1)键合电子、电负性的定义
元素相互化合时,原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。
(2)电负性的意义:电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越大。
(3)电负性大小的标准:以氟的电负性为4.0作为相对标准。
(4)电负性的变化规律
①随原子序数的递增,元素的电负性呈周期性变化。
②同周期,从左到右,元素的电负性逐渐变大。
③同主族,从上到下,元素的电负性逐渐变小。
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硅、锗 (Ge) 及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题:
(1) 基态硅原子最外层的电子排布图为 _______ ,晶体硅和碳化硅熔点较高的是 _______ ( 填化学式 ) ;
(2) 硅和卤素单质反应可以得到 ,
的熔沸点如下表:
| | | | |
熔点 /K | 183.0 | 203.2 | 278.6 | 393.7 |
沸点 /K | 187.2 | 330.8 | 427.2 | 560.7 |
① 0 ℃时, 、
、
、
呈液态的是 ____ ( 填化学式 ) ,沸点依次升高的原因是 _____ ,气态
分子的空间构型是 _______ ;
② 与 N- 甲基咪唑
反应可以得到
,其结构如图所示:
N- 甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为 _______ , H 、 C 、 N 的电负性由大到小的顺序为 _______ , 1 个 中含有 _______ 个
键;
(3) 下图是 、
、
三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。
①己知化合物中 和
的原子个数比为 1 : 4 ,图中 Z 表示 _______ 原子 ( 填元素符号 ) ,该化合物的化学式为 _______ ;
②已知该晶胞的晶胞参数分别为 anm 、 bnm 、 cnm , ,则该晶体的密度
_______
( 设阿伏加德罗常数的值为
,用含 a 、 b 、 c 、
的代数式表示 ) 。