Question

【題目】【化學——選修3：物質結構與性質】

鉻、錳、鐵、鈷、鎳等過渡金屬元索的單質及其化合物在工農業、國防、科技等領域具存廣泛應用。

(1)基態Cr原子中有_________個未成對電子，最外層電子所占用能級的電子云形狀為_______。

(2)過渡金屬離子與水分子形成的配合物是否有顏色，與其d軌道電子排布有關，一般地，為d0或d10排布時，無顏色；為d1d9排布時，有顏色。則：[Mn(H2O)6]2+ ________(填“無”或“有”)顏色。

(3)不同溫度下，鐵單質晶胞的兩種堆積方式如圖所示

①圖1和圖2中Fe原子的配位數分別為_______________和________________。

②若圖2的晶體密度為ρg·cm-3，阿伏加德羅常數的值為NA，則晶胞中兩個最近的Fe原子之間的距離為__________pm。（用含ρ、NA的代數式表示）

(4)已知MgO與NiO的晶體結構（如圖3）相同，其中Mg2+和Ni2+的離子半徑分別為66pm和69pm。則熔點：MgO__________NiO（填“>”“<”或“=”），理由是_______________。若NiO晶胞中離子坐標參數A為（0，0，0），B為（1，1，0），則C離子坐標參數為_______________。

(5)一定溫度下，NiO晶體可以自發地分散并形成“單分子層”，可以認為O2-作密置單層排列，Ni2+填充其中（如圖4），已知O2-的半徑為ɑ m，每平方米面積上分散的該晶體的質量為_________g。（用含ɑ、NA的代數式表示）

Answer 1

【答案】 6 球形 有 12 8 ××1010(其他合理答案也給分） > Mg2-半徑比Ni2-小，MgO的晶格能比NiO大 （1， ， ） 或

【解析】（1）Cr在元素周期表中是第四周期、第ⅥB族，原子序數是24，即其原子核外電子數是24，根據核外電子的排布規律可以寫出該原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，其3d和4s軌道都是半充滿的穩定結構，故有6個未成對電子；最外層電子所占用能級的電子云形狀為球形；（2）Mn2+離子的原子核外排布式為1s22s22p63s23p63d5，其d軌道上有5的電子，故[Mn（H2O）6]2+ 有顏色；(3)①圖1中Fe原子在頂點和面心，則配位數為4×3=12，圖2中Fe原子在頂點和體心，則配位數為8；②晶胞中，鐵原子的個數為8×＋1＝2，設晶胞邊長為acm，則體對角線為4r, 則體積為()3，則ρ＝，()3=,r=××1010pm；(4)Ni0、Mg0的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高.由于Ni2+的離子半徑大于Mg2+的離子半徑，所以熔點是MgO＞NiO；若NiO晶胞中離子坐標參數A為（0，0，0），B為（1，1，0），則由圖可看出C離子坐標離x為1，離y為，離z為，則坐標參數為（1， ， ）；（6）根據結構知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為a，距離最近的兩個陽離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的倍，所以其距離是2am；

根據圖片知，每個氧化鎳所占的面積=2ɑ m×2ɑ m×sin60°，則每平方米含有的氧化鎳個數=，每個氧化鎳的質量= g，所以每平方米含有的氧化鎳質量=×=。