Question

【題目】近年來我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料，其中一類為FeSmAsFO組成的化合物。回答下列問題：

（1）元素As與N同族。預(yù)測(cè)As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為_______，其沸點(diǎn)比NH3的_______（填“高”或“低”），其判斷理由是_________________________。

（2）Fe成為陽(yáng)離子時(shí)首先失去______軌道電子，Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2，Sm3+的價(jià)層電子排布式為______________________。

（3）比較離子半徑：F__________O2（填“大于”等于”或“小于”）。

（4）一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。

圖中F和O2共同占據(jù)晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1x代表，則該化合物的化學(xué)式表示為____________，通過測(cè)定密度ρ和晶胞參數(shù)，可以計(jì)算該物質(zhì)的x值，完成它們關(guān)系表達(dá)式：ρ=________g·cm3。

以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖1中原子1的坐標(biāo)為()，則原子2和3的坐標(biāo)分別為__________、__________。

Answer 1

【答案】三角錐形 低 NH3分子間存在氫鍵 4s 4f5 小于 SmFeAsO1xFx

【解析】

（1）As與N同族，則AsH3分子的立體結(jié)構(gòu)類似于NH3，為三角錐形；由于NH3分子間存在氫鍵使沸點(diǎn)升高，故AsH3的沸點(diǎn)較NH3低，

故答案為：三角錐形；低；NH3分子間存在氫鍵；

（2）Fe為26號(hào)元素，Fe原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去1個(gè)電子使4s軌道為半充滿狀態(tài)，能量較低，故首先失去4s軌道電子；Sm的價(jià)電子排布式為4f66s2，失去3個(gè)電子變成Sm3+成為穩(wěn)定狀態(tài)，則應(yīng)先失去能量較高的4s電子，所以Sm3+的價(jià)電子排布式為為4f5，

故答案為：4s；4f5；

（3）F-和O2-的核外電子排布相同，核電荷數(shù)越大，則半徑越小，故半徑：F-<O2-，

故答案為：<；

（4）由圖1可知，每個(gè)晶胞中含Sm原子：4=2，含Fe原子：4+1=2，含As原子：4=2，含O原子：（8+2）（1-x）=2（1-x），含F原子：（8+2）x=2x，所以該化合物的化學(xué)式為SmFeAsO1-xFx；

根據(jù)該化合物的化學(xué)式為SmFeAsO1-xFx，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為，一個(gè)晶胞的體積為a2c10-30cm3，則密度=g/cm3，

故答案為：SmFeAsO1-xFx；；

根據(jù)原子1的坐標(biāo)（，，），可知原子2和3的坐標(biāo)分別為（，，0），（0，0，），

故答案為：（，，0）；（0，0，）；