Question

【題目】近年來(lái)我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料，其中一類(lèi)為 Fe—S m—As—F—O 組成的化合物。回答下列問(wèn)題：

(1)元素As與N同族。預(yù)測(cè)As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為____，其氫化物沸點(diǎn)比NH3的__________(填“高”或“低”)， 其判斷理由是________________ 。

(2)Fe成為陽(yáng)離子時(shí)首先失去______軌道電子，Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2，Sm3+價(jià)層電子排布式為____________。

(3)一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖 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(jù)晶胞的上下底面位置， 若兩者的比例依次用x 和 1— x 代表，則該化合物的化學(xué)式表示為___________；通過(guò)測(cè)定密度ρ和晶胞參數(shù)，可以計(jì)算該物質(zhì)的 x 值，完成它們關(guān)系表達(dá)式：ρ=_______gcm-3。

Answer 1

【答案】三角錐形 低 NH3分子間存在氫鍵 4s 4f5 SmFeAsO1-xFx

【解析】

(1) NH3的立體結(jié)構(gòu)為三角錐形，元素As與N同族，則As的氫化物AsH3分子的立體結(jié)構(gòu)也為三角錐形，NH3分子間能形成氫鍵，AsH3分子間不能形成氫鍵，則AsH3沸點(diǎn)比NH3的低，其判斷理由是NH3分子間存在氫鍵；

(2)Fe價(jià)層電子排布式為3d64s2，成為陽(yáng)離子時(shí),易失去最外層的電子，則首先失去4s軌道電子，Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2，Sm3+失去了三個(gè)電子，先失去最外層兩個(gè)，再失去6f的一個(gè)，則Sm3+價(jià)層電子排布式為4f5；

(3)由圖1可知，晶胞中Sm原子有4個(gè)在面心，Fe原子有4個(gè)在棱上和1個(gè)在體心，As原子有4個(gè)在面心，F- 和 O2-有8個(gè)在頂點(diǎn)和2個(gè)面心，根據(jù)均攤法，則含Sm原子：，含Fe原子：，含As原子：，含F- 、 O2-共：，O2-有2(1-x)個(gè)，F-有2x，所以該化合物的化學(xué)式表示為SmFeAsO1-xFx；根據(jù)化學(xué)式SmFeAsO1-xFx，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為，一個(gè)晶胞的體積為a2c×10-30cm3，則密度