【題目】最近一期《物理評論快報》報道了科學(xué)家成功制備了包含鈣鉀、鐵和砷以及少量鎳的CaK(Fe1-xNix)4As4新型化合物材料。

回答下列問題:

(1)基態(tài)鎳原子的電子排布式為[Ar]______________________;上述材料中所含元素的基態(tài)原子中,未成對電子數(shù)最多的是___________(填元素符號)。

(2)AsCl3分子中砷的雜化類型是___________;AsO43-的空間構(gòu)型是___________

(3)電子親和能是反映元素性質(zhì)的參數(shù)之一,電子親和能指基態(tài)氣態(tài)原子得1個電子形成負(fù)一價陰離子時釋放的能量(kJ·mol-1),第四周期主族元素Ga、Ge、As、Se、Br的電子親和能大小變化如圖所示。砷的電子親和能“突變”的主要原因是_________________________________。

(4)鐵及其離子易形成配離子,如[Fe(CN)6]3-、[Fe(CN)6]4-、Fe(CO)5等。配位原子提供孤電子對的能力與元素的電負(fù)性大小有關(guān),電負(fù)性越大,其原子不容易提供孤電子對,則Fe(CO)5中提供孤電子對的原子是__ (填元素符號);與CO互為等電子體的分子是___________

(5)已知:CaO、K2S的熔點分別為2572℃、840℃,二者熔點差異的主要原因是___________。

(6)氧化鎳晶胞如圖1所示,單原子層氧化鎳的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

①圖1中,原子坐標(biāo)參數(shù):A(0,0,0)、B(,0,),則C原子的坐標(biāo)參數(shù)為___________。

②圖2中,已知氧離子半徑為apm(忽略鎳離子半徑),NA是阿伏加德羅常數(shù)的值。每平方米含氧化鎳的質(zhì)量為___________g。(提示:將圖2中氧離子切割成正六邊形作最小基元)

【答案】3d84s2 Fe sp3雜化 正四面體形 基態(tài)砷原子的價電子排布式為4s24p3,4p能級上電子達(dá)到半充滿結(jié)構(gòu) C N2 CaO、K2S都是離子晶體,Ca2+所帶電荷數(shù)大于K+Ca2+的半徑小于K+O2-的半徑小于S2-,故CaO的晶格能大于K2S ,, 75×1024/(6a2NA)

【解析】

(1)鎳為28號元素,基態(tài)鎳原子的電子排布式為[Ar]3d84s2,題中涉及到元素為鈣無未成對電子,鉀有一個未成對電子,鐵有4個未成對電子,砷有三個未成對電子,鎳有2個未成對電子,未成對電子數(shù)最多的是Fe;故答案為3d84s2;Fe。

(2)AsCl3中As的價層電子對數(shù)為×(5-3×1)+3=4,As為sp3雜化;AsO43-中As的孤電子對數(shù)為×(5+3-4×2)=0,σ鍵電子對數(shù)為4,空間構(gòu)型為正四面體形,故答案為:sp3雜化;正四面體形。

(3)基態(tài)砷原子的價電子排布式為4s24p3,4p能級上電子達(dá)到半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),不易得電子,故答案為:基態(tài)砷原子的價電子排布式為4s24p3,4p能級上電子達(dá)到半充滿結(jié)構(gòu)。

(4)CO中氧原子電負(fù)性大于碳原子,氧原子對電子引力強(qiáng),不易給出電子,提供孤電子對的原子是碳原子;根據(jù)等電子原理,與CO互為等電子體的分子為N2;故答案為C;N2。

(5)CaO、K2S的熔點分別為2572℃、840℃,兩者均為離子晶體,導(dǎo)致兩者熔點不同,取決于晶格能:Ca2+所帶電荷數(shù)大于K+Ca2+的半徑小于K+O2-的半徑小于S2-,故CaO的晶格能大于K2S;故答案為:CaO、K2S都是離子晶體,Ca2+所帶電荷數(shù)大于K+Ca2+的半徑小于K+,O2-的半徑小于S2-,故CaO的晶格能大于K2S。

(6)①C位于立方體的體心處,故答案為:(,,);②圖2中氧離子切割成正六邊形作最小基元,該單元中包含3個O2-,3個Ni2+;該正六邊形的面積為6 (a×10-12)2m2,則每平方米含氧化鎳的質(zhì)量為3×g÷[6 (a×10-12)2]= 75×1024/(6a2NA)g。

故答案為:75×1024/(6a2NA)

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