Question

【題目】據(jù)《科技日報》報道，我國科學家研制成功一系列石墨烯限域的3d過渡金屬中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化劑，在室溫條件下以H2O2為氧化劑直接將CH4氧化成C的含氧化合物。請回答下列問題：

（1）在Fe、Co、Ni、Cu中，某基態(tài)原子核外電子排布遵循“洪特規(guī)則特例”（指能量相同的原子軌道在全滿、半滿、全空狀態(tài)時，體系的能量最低），該原子的外圍電子排布式為__。

（2）在第四周期所有元素中，基態(tài)原子未成對電子數(shù)最多的元素是__（填元素符號）。

（3）金屬晶體熱導率隨溫度升高會降低，其原因是__。

（4）銅的焰色反應呈___。在現(xiàn)代化學中，常用于區(qū)分晶體與非晶體的方法為___。

（5）Mn和Co的熔點較高的是___，原因___。

（6）鈷晶胞和白銅(銅鎳合金)晶胞分別如圖1、2所示。

①鈷晶胞堆積方式的名稱為__；

②已知白銅晶胞的密度為dg·cm-3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。圖2晶胞中兩個面心上銅原子最短核間距為__pm(列出計算式)。

Answer 1

【答案】3d104s1 Cr 電子氣中的自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞（溫度升高電阻增大） 綠 X-射線衍射法 Co 價電子數(shù)多半徑小金屬鍵強 六方最密堆積 ×1010

【解析】

(1)在Fe、Co、Ni、Cu中，Cu遵循“洪特規(guī)則特例”，3d軌道為全滿狀態(tài)；

(2)在第四周期所有元素中，基態(tài)原子最多有6個未成對電子；

(3）金屬通過自由電子與金屬離子碰撞導熱；

(4)x射線衍射法是一種研究晶體結構的方法；

(5)金屬鍵越強，金屬晶體的熔點越高；

(6)先根據(jù)晶體的密度計算晶胞的邊長，再計算兩個面心上銅原子最短核間距；

(1)在Fe、Co、Ni、Cu中，Cu遵循“洪特規(guī)則特例”，3d軌道為全滿狀態(tài)，Cu原子的外圍電子排布式為3d104s1；

(2)在第四周期所有元素中，基態(tài)原子未成對電子數(shù)最多的原子，外圍電子排布式為3d54s1，該元素符號是Cr；

(3)電子氣中的自由電子在熱的作用下與金屬原子碰撞的概率增大，這樣電子氣不易將動能傳遠，導熱率自然下降；

(4)銅的焰色反應呈綠色。在現(xiàn)代化學中，對固體進行X射線衍射實驗區(qū)分晶體與非晶體， 所以區(qū)分晶體與非晶體的方法為X-射線衍射法；

(5)Mn和Co相比，Co價電子數(shù)多、半徑小， Co金屬鍵強，所以熔點較高的是Co；

(6)①圖1為六方晶胞，所以鈷晶胞堆積方式是六方最密堆積；

②設晶胞的邊長為a pm，則晶胞的體積為 ，根據(jù)均攤原則，1個晶胞含有銅原子數(shù)是 、鎳原子數(shù)是， ，，晶胞中兩個面心上銅原子最短核間距為×1010。