Question

18．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原子核外電子占有的原子軌道數(shù)為9個(gè)，P、S、Cl的第一電離能由大到小順序?yàn)镃l＞P＞S．
（2）SCl₂分子中的中心原子雜化軌道類型是sp³，該分子構(gòu)型為V形．
（3）PH₄Cl的電子式為，Ni與CO能形成配合物Ni（CO）₄，該分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)比為1：1．
（4）已知MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)（如圖1）相同，其中Mg²⁺和Ni²⁺的離子半徑分別為66pm和69pm．則熔點(diǎn)：MgO＞NiO（填“＞”、“＜”或“=”），理由是Mg²⁺半徑比Ni²⁺小，MgO的晶格能比NiO大．
（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（1，1/2，1/2）．
（6）一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認(rèn)為O^2-作密置單層排列，Ni²⁺填充其中（如圖2），已知O^2-的半徑為a m，每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為$\frac{25\sqrt{3}}{2{a}^{2}{N}_{A}}$g．（用a、N_A表示）

Answer 1

分析 （1）基態(tài) Cl原子電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁷，此時(shí)其核外電子占有的原子軌道數(shù)為9，同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大強(qiáng)酸，P元素原子3p能級為半滿穩(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；
（2）SCl₂中S原子雜化軌道數(shù)為$\frac{1}{2}$（6+2）=4，采取 sp³雜化方式，該分子構(gòu)型為V形；
（3）PH₄Cl的電子式為，Ni與CO能形成配合物Ni（CO）₄，該分子中σ鍵為：1×4+4=8與π鍵個(gè)數(shù)為：2×4=8；
（4）離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高；
（5）NiO晶胞中離子坐標(biāo)參數(shù)A為（0，0，0），B為（1，1，0），而C離子的x系坐標(biāo)與Bx系坐標(biāo)相同，y、z系坐標(biāo)都在中點(diǎn)上，所以C離子坐標(biāo)參數(shù)為（1，1/2，1/2）；
（6）根據(jù)圖片知，每個(gè)氧化鎳所占的面積=（2×am）×（2×a×m×sin60°），每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量=$\frac{74.7}{{N}_{A}}$g，每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量乘以每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)就是每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量．

解答 解：（1）基態(tài) Cl原子電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁷，此時(shí)其核外電子占有的原子軌道數(shù)為9，同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大強(qiáng)酸，P元素原子3p能級為半滿穩(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：9；Cl＞P＞S；
（2）SCl₂中S原子雜化軌道數(shù)為$\frac{1}{2}$（6+2）=4，采取 sp³雜化方式，兩對孤對電子對，所以該分子構(gòu)型為V形，故答案為：sp³；V形；
（3）PH₄Cl的電子式為，Ni與CO能形成配合物Ni（CO）₄，該分子中σ鍵為：1×4+4=8與π鍵個(gè)數(shù)為：2×4=8，所以個(gè)數(shù)之比為1：1，
故答案為：；1：1；
（4）Mg²⁺半徑比Ni²⁺小，所以氧化鎂的晶格能大于氧化鎳，則熔點(diǎn)：MgO＞NiO，故答案為：＞；Mg²⁺半徑比Ni²⁺小，MgO的晶格能比NiO大；
（5）NiO晶胞中離子坐標(biāo)參數(shù)A為（0，0，0），B為（1，1，0），而C離子的x系坐標(biāo)與Bx系坐標(biāo)相同，y、z系坐標(biāo)都在中點(diǎn)上，所以C離子坐標(biāo)參數(shù)為（1，1/2，1/2），故答案為：（1，1/2，1/2）；
（6）（5）根據(jù)圖片知，每個(gè)氧化鎳所占的面積=（2×am）×（2×am×sin60°）=2$\sqrt{3}$a²m²，則每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)=$\frac{1}{2\sqrt{3}{a}^{2}}$，每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量=$\frac{74.7}{{N}_{A}}$g，所以每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量=$\frac{74.7}{{N}_{A}}$×$\frac{1}{2\sqrt{3}{a}^{2}}$g=$\frac{25\sqrt{3}}{2{a}^{2}{N}_{A}}$，故答案為：$\frac{25\sqrt{3}}{2{a}^{2}{N}_{A}}$．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、空間結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、雜化軌道、晶體結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，（5）中注意計(jì)算“1NiO”的體積應(yīng)包含孔隙體積，題目難度較大．