Question

【題目】近年來我國科學家發現了一系列意義重大的鐵系超導材料，其中一類為FeSmAsFO組成的化合物。回答下列問題：

（1）元素As與N同族。預測As的氫化物分子的立體結構為_______，其沸點比NH3的_______（填“高”或“低”），其判斷理由是_________________________。

（2）Fe成為陽離子時首先失去______軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3+的價層電子排布式為______________________。

（3）比較離子半徑：F__________O2（填“大于”等于”或“小于”）。

（4）一種四方結構的超導化合物的晶胞結構如圖1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。

圖中F和O2共同占據晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1x代表，則該化合物的化學式表示為____________，通過測定密度ρ和晶胞參數，可以計算該物質的x值，完成它們關系表達式：ρ=________g·cm3。

以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數坐標，例如圖1中原子1的坐標為()，則原子2和3的坐標分別為__________、__________。

Answer 1

【答案】三角錐形 低 NH3分子間存在氫鍵 4s 4f5 小于 SmFeAsO1xFx

【解析】

（1）As與N同族，則AsH3分子的立體結構類似于NH3，為三角錐形；由于NH3分子間存在氫鍵使沸點升高，故AsH3的沸點較NH3低，

故答案為：三角錐形；低；NH3分子間存在氫鍵；

（2）Fe為26號元素，Fe原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去1個電子使4s軌道為半充滿狀態，能量較低，故首先失去4s軌道電子；Sm的價電子排布式為4f66s2，失去3個電子變成Sm3+成為穩定狀態，則應先失去能量較高的4s電子，所以Sm3+的價電子排布式為為4f5，

故答案為：4s；4f5；

（3）F-和O2-的核外電子排布相同，核電荷數越大，則半徑越小，故半徑：F-<O2-，

故答案為：<；

（4）由圖1可知，每個晶胞中含Sm原子：4=2，含Fe原子：4+1=2，含As原子：4=2，含O原子：（8+2）（1-x）=2（1-x），含F原子：（8+2）x=2x，所以該化合物的化學式為SmFeAsO1-xFx；

根據該化合物的化學式為SmFeAsO1-xFx，一個晶胞的質量為，一個晶胞的體積為a2c10-30cm3，則密度=g/cm3，

故答案為：SmFeAsO1-xFx；；

根據原子1的坐標（，，），可知原子2和3的坐標分別為（，，0），（0，0，），

故答案為：（，，0）；（0，0，）；