Question

【題目】由P、S、Cl、Ni等元素組成的新型材料有著廣泛的用途，回答下列問題。

（1）基態(tài)Cl原子核外電子排布式為____，P、S、Cl的第一電離能由大到小順序?yàn)?/span>____。

（2）SCl2分子中的中心原子雜化軌道類型是____，該分子構(gòu)型為_____。

（3）Ni與CO能形成配合物Ni(CO)4，該分子中配位鍵個(gè)數(shù)為____；以“—”表示σ鍵、“→”表示配位鍵，寫出Ni(CO)4分子的結(jié)構(gòu)式____。

（4）已知MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)(如圖)相同，其中Mg2+和Ni2+的離子半徑分別為66 pm和69pm。則熔點(diǎn)：MgO_____NiO(填“＞”、“＜”或“＝”)，理由是____。

（5）若NiO晶胞中離子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)，B為(1，1，0)，則C離子坐標(biāo)參數(shù)為____。

（6）金剛石晶胞含有___個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a，根據(jù)硬球接觸模型，則r= ______a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率____（請(qǐng)用r和a表示不要求計(jì)算結(jié)果）。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p5 Cl> P > S sp3 V形 8 > Mg2+半徑比Ni2+小，MgO的晶格能比NiO大 (1，1/2，1/2) 8

【解析】

（1）Cl元素的原子序數(shù)為17，最外層的電子數(shù)為7；P元素原子3p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素；

（2）SCl2分子中S原子的孤電子對(duì)數(shù)為2，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4；

（3）配合物Ni（CO）4分子中，Ni原子與4個(gè)CO分子形成4個(gè)配位鍵，CO分子中C與O形成1個(gè)配位鍵；

（4）由圖可知MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)相同，同為離子晶體，離子晶體晶格能越大，熔點(diǎn)越高；

（5）根據(jù)NiO的晶胞結(jié)構(gòu)，已知原子坐標(biāo)A（0，0，0），B（1，1，0），C在右側(cè)面心處；

（6）由金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞內(nèi)部有4個(gè)C原子，面心上有6個(gè)C原子，頂點(diǎn)有8個(gè)C原子，用“均攤法”確定金剛石晶胞中含有的碳原子數(shù)。根據(jù)硬球接觸模型，晶胞體對(duì)角線等于碳原子半徑的8倍。

（1）Cl元素的原子序數(shù)為17，最外層的電子數(shù)為7，基態(tài)Cl原子電子排布為1s22s22p63s23p5；同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，P元素原子3p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能：Cl＞P＞S，故答案為：1s22s22p63s23p5；Cl> P > S；

（2）SCl2分子中S原子的孤電子對(duì)數(shù)為×（6-2×1）=2，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，則S原子的雜化方式為sp3雜化，分子的空間構(gòu)型為V形，故答案為：sp3；V形；

（3）配合物Ni（CO）4分子中，Ni原子與4個(gè)CO分子形成4個(gè)配位鍵，CO分子中C與O形成1個(gè)配位鍵，該分子的空間結(jié)構(gòu)示意圖為，由示意圖可知分子中含有8個(gè)配位鍵，故答案為：8；；

（4）由圖可知MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)相同，同為離子晶體，離子晶體晶格能越大，熔點(diǎn)越高；Mg2+和Ni2+的離子半徑分別為66pm和69pm，離子半徑小，電荷越高，晶格能越大，則晶格能：MgO>NiO，熔點(diǎn)MgO＞NiO，故答案為：＞；Mg2+半徑比Ni2+小， MgO的晶格能比NiO大；

（5）根據(jù)NiO的晶胞結(jié)構(gòu)，已知原子坐標(biāo)A（0，0，0），B（1，1，0），C在右側(cè)面心處，根據(jù)立體幾何知識(shí)可知C的原子坐標(biāo)為(1，，)，故答案為：(1，，)；

（6）由金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞內(nèi)部有4個(gè)C原子，面心上有6個(gè)C原子，頂點(diǎn)有8個(gè)C原子，所以金剛石晶胞中C原子數(shù)目為4＋6×+8×=8；若C原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a，根據(jù)硬球接觸模型，晶胞體對(duì)角線等于碳原子半徑的8倍，即a=8r，解得r=a；晶胞的體積為a3，碳原子占據(jù)的體積為8×πr3=8×π（a）3，碳原子在晶胞中的空間占有率為==，故答案為：；。