1.(2019·全国I·35)在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要村料。回答下列问题:
(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。
A. B. C. D.
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。
(3)一些氧化物的熔点如下表所示:
氧化物
|
Li2O
|
MgO
|
P4O6
|
SO2
|
熔点/°C
|
1570
|
2800
|
23.8
|
−75.5
|
解释表中氧化物之间熔点差异的原因。
(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x=pm,Mg原子之间最短距离y=pm。设阿伏加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是g·cm−3(列出计算表达式)。
【答案】(1)A(2)sp3 sp3 乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2+
(3)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间力(分子量)P4O6>SO2
(4)
【解析】(1)A.[Ne]3s1属于基态的Mg+,由于Mg的第二电离能高于其第一电离能,故其再失去一个电子所需能量较高; B. [Ne] 3s2属于基态Mg原子,其失去一个电子变为基态Mg+; C. [Ne] 3s13p1属于激发态Mg原子,其失去一个电子所需能量低于基态Mg原子; D.[Ne] 3p1属于激发态Mg+,其失去一个电子所需能量低于基态Mg+,综上所述,电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ne]3s1,答案选A;
(2)乙二胺中N形成3个单键,含有1对孤对电子,属于sp3杂化;C形成4个单键,不存在孤对电子,也是sp3杂化;由于乙二胺的两个N可提供孤对电子给金属离子形成配位键,因此乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子;由于铜离子的半径较大且含有的空轨道多于镁离子,因此与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+;
(3)由于Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O,分子间力(分子量)P4O6>SO2,所以熔点大小顺序是MgO>Li2O>P4O6>SO2;
(4)根据晶胞结构可知Cu原子之间最短距离为面对角线的1/4,由于边长是a pm,则面对角线是,则x=pm;Mg原子之间最短距离为体对角线的1/4,由于边长是a pm,则体对角线是,则y=;根据晶胞结构可知晶胞中含有镁原子的个