Question

【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性大小有關(guān)，電負性越大，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，原子坐標參數(shù)：A(0，0，0)、B(，0，)，則C原子的坐標參數(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)

Answer 1

【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+且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能級上電子達到半充滿結(jié)構(gòu)。

（4）CO中氧原子電負性大于碳原子，氧原子對電子引力強，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+且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+且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)