Question

【題目】我國科學家在鐵基超導研究方面取得了一系列的重大突破，標志著我國在凝聚態物理領域已經成為一個強國。LiZnAs 是研究鐵基超導材料的重要前體。

(1)LiZnAs 中三種元素的電負性從小到大的順序為_____。

(2)AsF3 分子的空間構型為_____，As 原子的雜化軌道類型為_____。

(3)CO 分子內因配位鍵的存在，使 C 原子上的電子云密度較高而易與血紅蛋白結合， 導致 CO 有劇毒。1mol[Zn(CN)4]2-離子內含有的共價鍵的數目為_____，配原子為_____。

(4)鎳的氧化物常用作電極材料的基質。純粹的 NiO 晶體的結構與 NaCl 的晶體結構相同，為獲得更好的導電能力，將純粹的 NiO 晶體在空氣中加熱，使部分 Ni2+被氧化成 Ni3+后， 每個晶胞內 O2-的數目和位置均未發生變化，鎳離子的位置雖然沒變，但其數目減少，造成晶體內產生陽離子空位（如圖所示）。化學式為 NiO 的某鎳氧化物晶體，陽離子的平均配位數為__________，陰離子的平均配位數與純粹的 NiO 晶體相比____________（填“增大”“減小”或“不變””，寫出能體現鎳元素化合價的該晶體的化學式________示例：Fe3O4 寫作 Fe2+Fe23+O4）。

(5)所有的晶體均可看作由某些微粒按一定的方式堆積，另外的某些微粒填充在上述堆 積所形成的空隙中。在面心立方緊密堆積的晶胞中存在兩種類型的空隙：八面體空隙和四面體空隙（如下左圖所示）。在 LiZnAs 立方晶胞中，Zn 以面心立方形式堆積，Li 和 As 分別填充在 Zn 原子圍成的八面體空隙和四面體空隙中，在 a=0，0.5 和 1 三個截面上 Zn 和 Li 按下圖所示分布：請在下圖 As 原子所在的截面上用“Δ”補畫出 As 原子的位置，______________并說明 a=__________。

Answer 1

【答案】Li＜Zn＜As 三角錐 sp3 16NA C 6 減小 Ni2+3Ni3+4O9 或 0.25（ 或 0.75）

【解析】

（1）鋰是活潑金屬、鋅是較活潑的金屬，砷是非金屬，失電子能力減弱，得電子能力增強，電負性增強，LiZnAs 中三種元素的電負性從小到大的順序為Li＜Zn＜As。

故答案為：Li＜Zn＜As

（2）AsF3 分子，價層電子對=3+ =4，有一對孤電子對，空間構型為三角錐，As 原子的雜化軌道類型為sp3。

故答案為：三角錐；sp3；

（3）CO 分子內因配位鍵的存在，使 C 原子上的電子云密度較高而易與血紅蛋白結合， 導致 CO 有劇毒。1mol[Zn(CN)4]2-離子內共價鍵：C與N之間是叁鍵、Zn與C之間是配位鍵，含有的共價鍵的數目為（3×4+4）NA= 16NA， C 原子上的電子云密度較高，配原子為C。

故答案為： 16NA；C；

（4）純粹的 NiO 晶體的結構與 NaCl 的晶體結構相同，陽離子的上下、前后、左右有6個陰離子，陽離子的平均配位數為6；部分 Ni2+被氧化成 Ni3+后，陽離子減少，陰離子的平均配位數與純粹的 NiO 晶體相比減小；

根據化合價代數和等于0，結合晶胞結構，能體現鎳元素化合價的該晶體的化學式Ni2+3Ni3+4O9；。

故答案為：6；減小；Ni2+3Ni3+4O9；

（5）結合在 a=0，0.5 和 1 三個截面上 Zn 和 Li 按下圖所示分布：，在 LiZnAs 立方晶胞中，Zn 以面心立方形式堆積，Li 填充在 Zn 原子圍成的八面體空隙，而 As 填充在 Zn 原子圍成的四面體空隙中， As 原子所在的截面即 a=0.25（ 或 0.75）的截面上用“Δ”畫出 As 原子的位置，如圖：或。

故答案為：或 ；0.25（ 或 0.75）。