Question

【題目】近日，中科院大連化物所化學研究團隊在化學鏈合成NH，研究方面取得新進展，使用的催化劑有、、Fe、、MgO等，相關研究成果發表于《自然一能源》上。

請回答下列問題：

（1）基態Fe原子中有___個運動狀態不同的電子；基態Fe原子價電子的排布圖為___，最高能層電子的電子云輪廊圖形狀為____。

（2）Ba元素在周期表中的分區位置是____區，元素的第一電離能：Mg_______Al(填“>”或“<”)，H、N、O元素的電負性由大到小的順序為_____(用元素符號表示)。

（3）分子的空間構型為____，其中心原子的雜化方式為_____，與互為等電子體的陽離子是_______(填離子符號，任寫一種)。\

（4）已知：的熔點為770℃，的熔點為1275℃，二者的晶體類型均為___，的熔點低于的原因是___。

（5）研究發現，只含Ni、Mg和C三種元素的晶體具有超導性，該物質形成的晶體的立方晶胞結構如圖所示：

①與Mg緊鄰的Ni有_______個。

②原子坐標參數可表示晶胞內部各原子的相對位置。該晶胞中原子的坐標參數a為(0，0，0)；b為(，，0)。則c原子的坐標參數為___。

③已知：晶胞中Ni、Mg之間的最短距離為a pm，阿伏加德羅常數的值為，則晶體的密度_____(用含a、的代數式表示)。

Answer 1

【答案】26 球形 s > O>N>H 三角錐形 離子晶體 的半徑大于，的晶格能小于 12 （0，，）

【解析】

(1) 基態Fe原子的核電荷數是26，所以核外也應該有26個運動狀態不同的電子。基態Fe原子的價層電子排布式為3d64s2，可得其價層電子排布圖為。因其最外層電子為 4s電子,故電子云形狀為球形，故答案為26、、球形；

（2）Ba元素為周期表中第6周期，第ⅡA的元素，故其在周期表中分區位置是s區；元素的第一電離能與元素的金屬性有關，但Mg的最外層為全充滿狀態，電子能量最低，所以第一電離能Mg＞Al；元素的電負性與元素的非金屬性變化規律相似，故H、N、O元素的電負性由大到小的順序為O>N>H，故答案為s、>、O>N>H；

（3）分子是由極性共價鍵所形成的極性分子，N原子雜化后的4個sp3軌道中,有一個雜化軌道已經有了一對成對電子不能再結合H原子,只能利用另外3個sp3軌道上的3個單電子結合3個H原子形成三個N-H鍵，而孤對電子對這三個鍵有較強的排斥作用，所以分子構型為三角錐型，其中心原子的雜化方式為sp3雜化；為10電子分子，所以等電子體是，故答案為三角錐形、、；

（4）從與的熔點均很高，可判斷出二者的晶體類型均為離子晶體。 但由于的半徑大于，所以的晶格能小于 ，的熔點低于。故答案為離子晶體、的半徑大于，的晶格能小于；

（5）①從圖中可看出Mg原子位于正方體的頂點上，而Ni原子位于正方體的面心上，所以與頂點位置最近的面心共有12個，即與Mg緊鄰的Ni有12個。答案為12；

②在三維立體坐標軸中c原子所在位置為x=0，y=，z=。所以c原子的坐標參數為（0，，）；

③已知晶胞中Ni、Mg之間的最短距離為a pm，所以該晶胞的棱長，晶胞體積為換算單位為厘米，則體積為。由于Ni位于面心，所以完全屬于一個晶胞的Ni為3個，Mg位于頂點，所以完全屬于一個晶胞的Mg為一個，碳位于體心，完全屬于該晶胞，所以該晶胞的質量為可表示為，則晶體的密度。答案應為。