Question

A．不銹鋼是由鐵、鉻、鎳、碳及眾多不同元素所組成的合金，鐵是主要成分元素，鉻是第一主要的合金元素．其中鉻的含量不能低于11%，不然就不能生成致密氧化膜CrO₃防止腐蝕．
（1）基態(tài)碳（C）原子的軌道表示式為

．
（2）[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl?2H₂O中Cr的配位數(shù)為

6

；已知CrO₅中Cr為+6價(jià)，則CrO₅的結(jié)構(gòu)式為

．
（3）金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無(wú)色揮發(fā)性液態(tài)Ni（CO）₄，呈四面體構(gòu)型．423K時(shí)，Ni（CO）₄分解為Ni和CO，從而制得高純度的Ni粉．試推測(cè)：四羰基鎳的晶體類型是

分子晶體

，與Ni（CO）₄中配體互為等電子的離子是

CN^-、C₂^2-

．
（4）Fe的一種晶體如甲、乙所示，若按甲虛線方向切乙得到A～B圖中正確的是

A

．

（5）據(jù)報(bào)道，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然具有超導(dǎo)性．鑒于這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注．該晶體的結(jié)構(gòu)可看作由鎂原子和鎳原子在一起進(jìn)行面心立方密堆積，試寫出該晶體的化學(xué)式

MgCNi₃

．晶體中每個(gè)鎂原子周圍距離最近的鎳原子有

12

個(gè)．

Answer 1

分析：（1）基態(tài)碳原子含有6個(gè)電子，2個(gè)電子排在1S軌道上，2個(gè)電子排在2s軌道上，2個(gè)電子排在2p軌道上，分占2個(gè)軌道，且方向相同；
（2）根據(jù)化學(xué)式確定其配位數(shù)；根據(jù)化學(xué)式判斷配位數(shù)，CrO₅中存在過氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O，在4個(gè)Cr-O鍵中Cr為+1價(jià)，在Cr=O鍵注重Cr為+2價(jià)，以此書寫結(jié)構(gòu)式；
 （3）沸點(diǎn)較低的晶體一般為分子晶體；Ni（CO）₄中配體是CO，CO的等電子體是與其原子個(gè)數(shù)相等且價(jià)電子數(shù)相等的分子或離子；
（4）根據(jù)晶胞堆積形成較大晶體，按甲虛線方向切乙形成的縱截面分析；
（5）利用均攤法計(jì)算確定其化學(xué)式，利用沿X、Y、Z三軸切割的方法確定鎳原子個(gè)數(shù)．

解答：解：（1）碳原子核外有6個(gè)電子，根據(jù)電子排布規(guī)律知，其軌道表示式為，故答案為：；
（2）[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl?2H₂O中Cr與4個(gè)H₂O，2個(gè)Cl^-形成配位鍵，所以配位數(shù)為6，CrO₅中存在過氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O，在4個(gè)Cr-O鍵中Cr為+1價(jià)，在Cr=O鍵中Cr為+2價(jià)，則結(jié)構(gòu)式為，
故答案為：6；；
（3）金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無(wú)色揮發(fā)性液態(tài)Ni（CO）₄，應(yīng)為分子晶體，與Ni（CO）₄中配體互為等電子的離子是CN^-、C₂^2-；
故答案為：分子晶體；CN^-、C₂^2-；
（4）甲中Fe位于頂點(diǎn)和體心，乙由8個(gè)甲組成，按甲虛線方向切乙形成的縱截面邊長(zhǎng)不相等，則排除B、D，由于每個(gè)小晶胞中的體心含有1個(gè)Fe原子，則應(yīng)為A，故答案為：A；
（5）該晶胞中，碳原子個(gè)數(shù)是1，鎂原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

=1，鎳原子個(gè)數(shù)=6×

1

2

=3，所以其化學(xué)式為：MgCNi₃，利用沿X、Y、Z三軸切割的方法知，晶體中每個(gè)鎂原子周圍距離最近的鎳原子有4×3=12，
故答案為：MgCNi₃；12．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，題目難度較大，涉及化學(xué)式的確定、軌道式的書寫、等電子體等知識(shí)點(diǎn)，化學(xué)式的確定、配位數(shù)的確定是常考知識(shí)點(diǎn)．