由P、S、Cl、Ni等元素組成的新型材料有着廣泛的用途,回答下列問題。(1)基態Cl原子核外電子排布式為
問題詳情:
由P、S、Cl、Ni等元素組成的新型材料有着廣泛的用途,回答下列問題。
(1)基態 Cl原子核外電子排布式為__________________________,P、S、Cl的第一電離能由大到小順序為____________________,P、S、Cl的電負*由大到小順序為_______________。
(2)SCl2分子中的中心原子雜化軌道類型是_____________,該分子構型為__________。
(3)Ni與CO能形成配合物Ni(CO)4,該分子中配位鍵個數為_______;以“—”表示σ鍵、“→”表示配位鍵,寫出CO分子的結構式__________。
(4)已知MgO與NiO的晶體結構(如圖1)相同, 其中Mg2+和Ni2+的離子半徑分別為66 pm和69pm。則熔點:MgO_____NiO(填“>”、“<”或“=”),理由是_______________________________。
(5)若NiO晶胞中離子座標參數A為(0,0,0),B為(1,1,0),則C離子座標參數為_______。
(6)金剛石晶胞含有____個碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長為a,根據硬球接觸模型,則r= ______a,列式表示碳原子在晶胞中的空間佔有率____(請用r和a表示不要求計算結果)。
【回答】
【*】 (1). 1s22s22p63s23p5 (2). Cl> P > S (3). Cl> S > P (4). sp3 (5). V形 (6). 8 (7). (8). > (9). Mg2+半徑比Ni2+小,MgO的晶格能比NiO大 (10). (1,,) (11). 8 (12). (13).
【解析】
【分析】
(1)Cl為17號元素,結合核外電子的排布規律書寫基態 Cl原子的電子排布式;同週期隨原子序數增大,元素第一電離能呈增大趨勢,半滿穩定狀態,能量較低,第一電離能高於同週期相鄰元素;元素的非金屬*越強,電負*數值越大;
(2)根據價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數計算SCl2中S原子雜化軌道數分析解答;
(3)CO分子中C與O之間形成三鍵,其中有一個為配位鍵,CO與中心原子間形成4個配位鍵,據此解答;
(4)Mg2+半徑比Ni2+小,結合晶格能的大小分析判斷;
(5)根據圖示,C離子的x系座標與B的x系座標相同,y、z系座標都在中點上;
(6)金剛石晶胞中有4個碳原子位於晶胞內部,每個頂點每個面心上各有1個原子;碳原子與周圍相接觸的4個碳原子形成正四面體,頂點碳原子與正四面體中心碳原子連線處於晶胞體對角線上,二者距離等於晶胞體對角線長度的,據此計算r,從而計算該晶胞中所有C原子的體積和晶胞體積,結合原子空間利用率=分析計算。
【詳解】(1)Cl為17號元素,基態 Cl原子的電子排布為1s22s22p63s23p5;同週期隨原子序數增大,元素第一電離能呈增大趨勢,P元素原子3p能級為半滿穩定狀態,能量較低,第一電離能高於同週期相鄰元素,故第一電離能:Cl>P>S;元素的非金屬*越強,電負*數值越大,P、S、Cl的電負*由大到小順序為Cl> S > P,故*為:1s22s22p63s23p5;Cl>P>S;Cl> S > P;
(2)SCl2中S原子雜化軌道數為2+(6-2)=4,採取sp3雜化,含有兩對孤電子對,所以該分子構型為V形,故*為:sp3;V形;
(3)Ni與CO能形成配合物Ni(CO)4,1個CO中含有1個配位鍵,CO與中心原子間形成4個配位鍵,因此一個Ni(CO)4分子中8個配位鍵;CO分子中C與O之間形成三鍵,其中有一個為配位鍵,CO分子的結構式為,故*為:8;;
(4)Mg2+半徑比Ni2+小,所以氧化鎂的晶格能大於氧化鎳,則熔點:MgO>NiO,故*為:>;Mg2+半徑比Ni2+小,MgO的晶格能比NiO大;
(5)NiO晶胞中離子座標參數A為(0,0,0),B為(1,1,0),而C離子的x系座標與B的x系座標相同,y、z系座標都在中點上,所以C離子座標參數為(1,,),故*為:(1,,);
(6)金剛石晶胞中有4個碳原子位於晶胞內部,每個頂點每個面心上各有1個原子,該晶胞中C原子個數=8×+6×+4=8;碳原子與周圍相接觸的4個碳原子形成正四面體,頂點碳原子與正四面體中心碳原子連線處於晶胞體對角線上,且二者距離等於晶胞體對角線長度的,晶胞體對角線長度等於晶胞邊長的倍,則2r=a,則r=a;該晶胞中所有C原子體積=8×πr3、晶胞體積=a3,原子空間利用率====π,故*為:8;;π。
【點睛】本題涉及晶胞計算、原子核外電子排布、原子晶體熔沸點比較等。本題的易錯點和難點為(6),需要具備一定的空間想象力與數學計算能力,注意金剛石晶胞中2個碳原子間的最短距離為晶胞體對角線長度的。
知識點:物質結構 元素週期律單元測試
題型:綜合題