Question

（1）太陽能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球為吸收劑的太陽能吸熱涂層，寫出基態(tài)鎳原子的核外電子排布式

 

．
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能．富勒烯（C₆₀）的結構如圖1，分子中碳原子軌道的雜化類型為

 

；1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目為

 

．科學家把C₆₀和K摻雜在一起制造出的化合物具有超導性能，其晶胞如圖2所示．該化合物中的K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為

 

．
（3）砷化鎵是人工合成的新型半導體材料，其晶體結構與金剛石相似．
①GaAs晶體中，每個As與

 

個Ga相連．
②第一電離能：As

 

Se（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）Na₃AsO₄可作殺蟲劑．AsO₄^3-的空間構型為

 

，與其互為等電子體的一種分子為

 

．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）鎳原子核外有28個電子，根據(jù)構造原理書寫其基態(tài)鎳原子的核外電子排布式；
（2）根據(jù)每個碳原子含有的σ鍵個數(shù)確定其雜化方式，利用均攤法計算σ鍵個數(shù)；根據(jù)均攤法計算晶胞中K原子、C₆₀分子數(shù)目，確定數(shù)目之比；
（3）①金剛石晶體中每個C與 4個C相連
②同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢，但注意第VA族元素大于相鄰元素的第一電離能；
（4）AsO₄^3-中，成鍵數(shù)為4，孤對電子數(shù)為（5+3-2×4）×

1

2

=0，為sp³雜化；等電子體的原子數(shù)和價電子數(shù)相同；

解答： 解：（1）鎳原子核外有28個電子，其基態(tài)鎳原子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）每個碳原子形成3個σ鍵個數(shù)且不含孤電子對，所以采用sp² 雜化，每個碳原子含有的σ鍵個數(shù)為

3

2

，所以1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目=1mol×60×

3

2

×N_Amol^-1=90N_A，
晶胞中K原子數(shù)目=2×6×

1

2

=6、C₆₀分子數(shù)目=1+8×

1

8

=2，故晶胞中K原子、C₆₀分子數(shù)目之比=6：2=3；1，
故答案為：sp²；90N_A；3：1；
（3）①金剛石晶體中每個C與 4個C相連，砷化鎵晶體結構與金剛石相似，故GaAs晶體中，每個As與4個Ga相連；
故答案為：4；
②As和Se屬于同一周期，且As屬于第VA族，Se屬于第VIA族，As原子4p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于Se，
故答案為：＞；
（4）AsO₄^3-中含有的孤電子對數(shù)是0，中心原子有4個共價鍵，所以其構型是正四面體形．原子總數(shù)相同．價電子總數(shù)相同的分子稱為等電子體．AsO₄^3-中含有5個原子，32個價電子，所以與其互為等電子體的一種分子為四氯化碳，
故答案為：正四面體形；CCl₄

點評：本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布式、雜化軌道、化學鍵、電離能、配合物、晶胞計算等知識點，會利用均攤法進行晶胞有關計算，注意配位鍵形成條件．