【題目】201811月《物理評(píng)論快報(bào)》報(bào)道了艾姆斯實(shí)驗(yàn)室制造的包含鈣、鉀、鐵和砷以及少量鎳的CaK(Fe1-xNix)4As4新型化合物材料,呈現(xiàn)出被稱為刺猬自旋新磁態(tài)。有助于更好理解磁性 與非常規(guī)超導(dǎo)性之間的聯(lián)系;卮鹣铝袉栴}:

1)基態(tài)鎳原子的價(jià)電子排布式為_______;上述材料中所含元素的基態(tài)原子中,未成對(duì)電子數(shù)最多的是_______ (填元素符號(hào))。

2)鐵及其離子易形成配離子,如[Fe(CN)6]3-[Fe(CN)x]4-、Fe(CO)5等。所包括的非金屬元素中第一電離能最大的是______(填元素符號(hào));[Fe(CN)6] 4-中含有σ鍵與π鍵的數(shù)目比為_____________

3K3AsO3可用于碘的微量分析。

AsO33-的立體構(gòu)型為_______,寫出一種與其互為等電子體的分子_______(填化學(xué)式)。

K+的焰色反應(yīng)呈紫色,金屬元素能產(chǎn)生焰色實(shí)驗(yàn)的微觀原因?yàn)?/span>_______。

4NiCa處于同一周期,且核外最外層電子構(gòu)型相同,但金屬Ni的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均比金屬Ca的高,其原因?yàn)?/span>_______。

5)①金屬鎳的原子堆積方式如圖所示,則金屬鎳晶胞俯視圖為_______。

a b c d

②某砷鎳合金的晶胞如圖所示,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,該晶體的密度ρ_____g·cm3。

【答案】3d84s2 Fe N 11 三角錐形 PCl3PBr3、NF3NCl3 電子從較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級(jí)的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí),會(huì)以光的形式釋放能量 Ni的原子半徑較小,價(jià)層電子數(shù)目較多,金屬鍵較強(qiáng) C

【解析】

(1)基態(tài)鎳原子核外有28個(gè)電子,根據(jù)構(gòu)造原理書寫Ni原子的電子排布式,上述材料中所含元素為K、Ca、Ni、Fe、As,這些元素的基態(tài)原子中,未成對(duì)電子數(shù)分別是1、02、43;

(2)配離子含有Fe,C,N,O4種元素,非金屬為CNO,原子軌道上電子處于全滿、全空、半滿時(shí)較穩(wěn)定,結(jié)合C、NO的電子排布式分析解答;

(3)①根據(jù)VSEPR理論判斷AsO33-的立體構(gòu)型,等電子體是指原子總數(shù)相同,價(jià)電子總數(shù)也相同的微粒;②電子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)時(shí),要釋放能量;

(4)金屬晶體熔沸點(diǎn)的高低與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān),金屬鍵的強(qiáng)弱與價(jià)層電子數(shù)目和金屬原子的半徑有關(guān);

(5)①根據(jù)圖示,金屬Ni的晶胞堆積方式呈現(xiàn)ABCABC……重復(fù),這是面心立方最密堆積;②由晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)合均攤法,計(jì)算每個(gè)晶胞中含有的Ni原子和As原子個(gè)數(shù),確定晶胞的質(zhì)量,再根據(jù)晶體密度=晶胞質(zhì)量÷晶胞體積計(jì)算。

(1)基態(tài)鎳原子核外有28個(gè)電子, Ni原子的電子排布式為[Ar]3d84s2,

上述材料中所含元素為KCa、Ni、Fe、As,這些元素的基態(tài)原子中,未成對(duì)電子數(shù)分別是1、0、2、4、3,未成對(duì)電子數(shù)最多的是Fe,故答案為:3d84s2Fe;

(2)配離子含有FeC,N,O4種元素,非金屬為CNO,原子軌道上電子處于全滿、全空、半滿時(shí)較穩(wěn)定,氮原子2p軌道上的電子為半充滿,相對(duì)穩(wěn)定,更不易失去電子,所以C、NO這三種元素第一電離能最大的是N元素,[Fe(CN)6] 4-中含有6個(gè)配位鍵,6個(gè)C≡N,因此σ鍵與π鍵的數(shù)目比為(6+6)6×2=11,故答案為:N11;

(3)①對(duì)于AsO33-,根據(jù)VSEPR理論,VP=BP+LP=3+=4,則AsO33-的立體構(gòu)型為三角錐形;等電子體是指原子總數(shù)相同,價(jià)電子總數(shù)也相同的微粒,與AsO33-互為等電子體的分子有:PCl3、PBr3、NF3、NCl3等,故答案為:三角錐形;PCl3、PBr3、NF3、NCl3等;

②電子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)時(shí),要釋放能量,所以金屬焰色反應(yīng)原理是激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí),以一定波長(zhǎng)(可見光區(qū)域)光的形式釋放能量,故答案為:電子從較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級(jí)的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí),會(huì)以光的形式釋放能量;

(4)Ni的原子半徑較小,價(jià)層電子數(shù)目較多,金屬鍵較強(qiáng),故金屬Ni的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均比金屬Ca的高,故答案為:Ni的原子半徑較小,價(jià)層電子數(shù)目較多,金屬鍵較強(qiáng);

(5)①根據(jù)金屬鎳的原子堆積模型圖,金屬Ni的晶胞堆積方式呈現(xiàn)ABCABC……重復(fù),這是面心立方最密堆積,A選項(xiàng)是某一個(gè)面的二維圖,俯視圖中還可以看到C中相對(duì)于A多出的4個(gè)面心硬球,則金屬鎳晶胞俯視圖為C,故答案為:C;

②由晶胞結(jié)構(gòu)可知,Ni位于晶胞的頂點(diǎn)和4條棱上,每個(gè)晶胞中含有Ni原子數(shù)目=8×+4×=2As位于晶胞內(nèi)部,含有2個(gè)As原子,晶胞質(zhì)量=2×g,晶胞的體積V=a×10-10 cm×a×10-10 cm×sin60°×c×10-10 cm=×10-30cm3,故晶胞的密度ρ==gcm-3,故答案為:

練習(xí)冊(cè)系列答案
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