Question

【題目】【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

鉻、錳、鐵、鈷、鎳等過(guò)渡金屬元索的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)、國(guó)防、科技等領(lǐng)域具存廣泛應(yīng)用。

(1)基態(tài)Cr原子中有_________個(gè)未成對(duì)電子，最外層電子所占用能級(jí)的電子云形狀為_______。

(2)過(guò)渡金屬離子與水分子形成的配合物是否有顏色，與其d軌道電子排布有關(guān)，一般地，為d0或d10排布時(shí)，無(wú)顏色；為d1d9排布時(shí)，有顏色。則：[Mn(H2O)6]2+ ________(填“無(wú)”或“有”)顏色。

(3)不同溫度下，鐵單質(zhì)晶胞的兩種堆積方式如圖所示

①圖1和圖2中Fe原子的配位數(shù)分別為_______________和________________。

②若圖2的晶體密度為ρg·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞中兩個(gè)最近的Fe原子之間的距離為__________pm。（用含ρ、NA的代數(shù)式表示）

(4)已知MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)（如圖3）相同，其中Mg2+和Ni2+的離子半徑分別為66pm和69pm。則熔點(diǎn)：MgO__________NiO（填“>”“<”或“=”），理由是_______________。若NiO晶胞中離子坐標(biāo)參數(shù)A為（0，0，0），B為（1，1，0），則C離子坐標(biāo)參數(shù)為_______________。

(5)一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認(rèn)為O2-作密置單層排列，Ni2+填充其中（如圖4），已知O2-的半徑為ɑ m，每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為_________g。（用含ɑ、NA的代數(shù)式表示）

Answer 1

【答案】 6 球形 有 12 8 ××1010(其他合理答案也給分） > Mg2-半徑比Ni2-小，MgO的晶格能比NiO大 （1， ， ） 或

【解析】（1）Cr在元素周期表中是第四周期、第ⅥB族，原子序數(shù)是24，即其原子核外電子數(shù)是24，根據(jù)核外電子的排布規(guī)律可以寫(xiě)出該原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，其3d和4s軌道都是半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故有6個(gè)未成對(duì)電子；最外層電子所占用能級(jí)的電子云形狀為球形；（2）Mn2+離子的原子核外排布式為1s22s22p63s23p63d5，其d軌道上有5的電子，故[Mn（H2O）6]2+ 有顏色；(3)①圖1中Fe原子在頂點(diǎn)和面心，則配位數(shù)為4×3=12，圖2中Fe原子在頂點(diǎn)和體心，則配位數(shù)為8；②晶胞中，鐵原子的個(gè)數(shù)為8×＋1＝2，設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為acm，則體對(duì)角線為4r, 則體積為()3，則ρ＝，()3=,r=××1010pm；(4)Ni0、Mg0的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，說(shuō)明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高.由于Ni2+的離子半徑大于Mg2+的離子半徑，所以熔點(diǎn)是MgO＞NiO；若NiO晶胞中離子坐標(biāo)參數(shù)A為（0，0，0），B為（1，1，0），則由圖可看出C離子坐標(biāo)離x為1，離y為，離z為，則坐標(biāo)參數(shù)為（1， ， ）；（6）根據(jù)結(jié)構(gòu)知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為a，距離最近的兩個(gè)陽(yáng)離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的倍，所以其距離是2am；

根據(jù)圖片知，每個(gè)氧化鎳所占的面積=2ɑ m×2ɑ m×sin60°，則每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)=，每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量= g，所以每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量=×=。