Question

【題目】砷和鎳均為重要的無機材料，在化工領域具有廣泛的應用。

（1）基態As原子的價層電子的電子云輪廓圖形狀為_____________。與砷同周期的主族元素的基態原子中，第一電離能最大的為_____________（填元素符號。）

（2）Na3AsO3可用于碘的微量分析。

①Na+的焰色反應呈黃色，金屬元素能產生焰色反應的微觀原因為__________________________。

②Na3AsO3中所含陰離子的立體構型為_____________，寫出一種與其互為等電子體的分子：_____________（填化學式）。

（3）可用于合成Ni2+的配體，M中C原子的雜化方式為___________，其所含鍵和π鍵的數目之比為___________。

（4）Ni與Ca處于同一周期，且核外最外層電子構型相同，但金屬Ni的熔點和沸點均比金屬Ca的高，其原因為___________。區分晶體Ni和非晶體Ni的最可靠的科學方法為___________。

（5）某砷鎳合金的晶胞結構如下圖所示，設阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度ρ=___________g·cm-3。

Answer 1

【答案】球形、啞鈴形（或紡錘形） Br 電子從較高能級的激發態躍遷到較低能級的激發態乃至基態時，會以光的形式釋放能量 三角錐形 PCl3、PBr3、NF3、NCl3等（答一種即可） sp3，sp2 7:1 Ni的原子半徑較小，價層電子數目較多，金屬鍵較強 X-射線衍射法

【解析】

（1）基態As原子的價層電子排布式為4s24p3， 故其電子云輪廓圖形狀為球形、啞鈴形或紡錘形。一般情況下，同周期主族元素從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，故第四周期主族元素中第一電離能最大的是Br。答案為球形、啞鈴形（或紡錘形） Br；

（2）①金屬元素產生焰色反應的微觀原因為電子從較高能級的激發態躍遷到較低能級的激發態乃至基態時，會以光的形式釋放能量，產生焰色反應。答案為電子從較高能級的激發態躍遷到較低能級的激發態乃至基態時，會以光的形式釋放能量；

②AsO33-中As原子的價層電子對數目為4，其立體構型為三角錐形。根據等電子體的含義知，與AsO33-互 為等電子體的分子有PCl3、PBr3、NF3、NCl3等。答案為三角錐形 PCl3、PBr3、NF3、NCl3等（答一種即可）；

（3 ）由的結構簡式可知，一CH3、 一CH2—、一CF3中C原子的價層電子對數目為4，雜化方式為sp3，碳氧雙鍵中C原子的價層電子對數目為3，雜化方式為sp2。每個分子中含有14 個鍵和2個π鍵，則鍵與π鍵的數目之比為7:1。答案為sp3，sp2 7:1；

（4）金屬晶體熔沸點的高低與金屬鍵的強弱有關，金屬鍵的強弱與價層電子數目和金屬原子的半徑有關。區分晶體Ni和非晶體Ni的最可靠的科學方法為X-射線衍射法。答案為Ni的原子半徑較小，價層電子數目較多，金屬鍵較強 X-射線衍射法；

（5）由晶胞結構可知，每個晶胞中含有2個Ni原子和2個As原子，晶胞的體積V= cm3，故晶胞的密度ρ=g·cm-2=g·cm-2。答案為。