Question

能源問題日益成為制約國際社會經濟發(fā)展的瓶頸，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經濟發(fā)展的新動力．

（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)鎳原子的外圍電子排布式

 

，它位于周期表

 

區(qū)．
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應用上具有非常光明的前途．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

 

個．
（3）Cu單質晶體中原子的堆積方式如圖2甲所示，其晶胞特征如圖2乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如圖2丙所示．晶胞中Cu原子的配位數(shù)為

 

，一個晶胞中Cu原子的數(shù)目為

 

．
（4）設Cu晶體的密度為ρg/cm³，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，則Cu原子的半徑為

 

cm（列出表達式）．
（5）Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe（CO）₅晶體屬于

 

（填晶體類型）；Fe（CO）₅是配合物，配體．配位數(shù)分別是

 

．

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,元素周期表的結構及其應用,配合物的成鍵情況,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）鎳是28號元素，原子核外有28個電子，根據(jù)構造原理書寫基態(tài)鎳原子的核外電子排布式的簡化形式；
（2）根據(jù)價層電子對互斥理論確定雜化方式，利用均攤法計算每個碳原子含有幾個σ鍵，從而計算1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目；
（3）該類型為面心立方最密堆積；配位數(shù)=3×

1

2

×8=12．
（4）金屬銅采用面心立方最密堆積，晶胞內Cu原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，令銅原子的比較為rcm，則晶胞的棱長為

2

2

×4rcm=2

2

rcm，所以（2

2

r）³×ρ=4

M

NA

，據(jù)此計算銅原子半徑．
（5）Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，應為分子晶體；Fe原子有空軌道，CO含有孤對電子，CO為配體，根據(jù)化學式Fe（CO）₅可知配位數(shù)為5．

解答： 解：（1）鎳是28號元素，原子核外有28個電子，根據(jù)構造原理基態(tài)鎳原子的核外電子排布式的簡化形式為[Ar]3d⁸4s²，故答案為：[Ar]3d⁸4s²；
（2）每個碳原子含有的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=

3

2

×60N_A=90N_A，故答案為：sp²，90N_A；
（3）根據(jù)圖片知，Al單質為面心立方最密堆積，Al原子配位數(shù)配位數(shù)=3×

1

2

×8=12，由圖2可知占據(jù)頂點和面心，則個數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故答案為：12；4．
（4）金屬銅采用面心立方最密堆積，晶胞內Cu原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，令銅原子的比較為rcm，則晶胞的棱長為

2

2

×4rcm=2

2

rcm，所以（2

2

r）³×ρ=4

M

NA

，解得r=

2

4

×

3	4M ρNA

，故答案為：

2

4

×

3	4M ρNA

．
（5）Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，應為分子晶體；Fe原子有空軌道，CO含有孤對電子，故CO為配體，根據(jù)化學式Fe（CO）₅可知配位數(shù)為5，故答案為：分子晶體；CO；5．

點評：本題主要考查了原子核外電子排布、分子結構及晶體結構和晶胞的計算等知識，都是基礎知識的運用，解題時要注意對晶體結構的分析和判斷．中等難度．