Question

3．由Mg、P、S、Cl、Ni等元素組成的新型材料有著廣泛的用途，請(qǐng)回答下列問題．
（1）基態(tài)Mg原子L層電子排布式為2s²2p⁶，P、S、Cl的第一電離能由大到小順序?yàn)镃l＞P＞S．
（2）PH₄Cl的電子式為，Ni與CO能形成配合物Ni（CO）₄，該分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)比為1：1．
（3）SCl₂分子中的中心原子雜化軌道類型是sp³，該分子構(gòu)型為V形或折線形．
（4）已知MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)（如圖1）相同，其中Mg²⁺和Ni²⁺的離子半徑分別為66pm和69pm．則熔點(diǎn)：MgO＞NiO（填“＞”、“＜”或“=”），理由是離子所帶電荷相同，Mg²⁺半徑比Ni²⁺小，所以MgO的晶格能比NiO大，MgO熔點(diǎn)高．
（5）如圖1所示，NiO晶胞中離子坐標(biāo)參數(shù)A為（0，0，0），B為（1，0，1），則C離子坐標(biāo)參數(shù)為（1，$\frac{1}{2}$，$\frac{1}{2}$）．

（6）一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認(rèn)為O^2-作密置單層排列，Ni²⁺填充其中（如圖2），已知O^2-的半徑為a m，每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為$\frac{75}{2\sqrt{3}{a}^{2}•{N}_{A}}$g．（用a、N_A表示）

Answer 1

分析 （1）Mg位處周期表中第3周期，IIA族，L層電子排布式為2s²2p⁶，第一電離能同周期元素隨著原子序數(shù)增大呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但第VA族出現(xiàn)反常，其第一電離能大于相鄰原子；
（2）N和P為同主族元素，聯(lián)系NH₄Cl的電子式寫出PH₄Cl的電子式，CO中含有1根σ鍵，2根π鍵，配位鍵也屬于共價(jià)鍵，也為σ鍵；
（3）根據(jù)VSEPR理論和雜化軌道理論判斷SCl₂分子中的中心原子雜化軌道類型和分子構(gòu)型；
（4）同為離子晶體，考慮晶格能對(duì)熔點(diǎn)的影響，晶格能越大，熔點(diǎn)越高；
（5）根據(jù)立體幾何知識(shí)和已知的原子坐標(biāo)，寫出C的原子坐標(biāo)；
（6）先取出平面NiO的基本結(jié)構(gòu)單元，計(jì)算基本結(jié)構(gòu)單元的面積，最后計(jì)算每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量．

解答 解：（1）Mg位處周期表中第3周期，IIA族，L層電子排布式為2s²2p⁶，第一電離能同周期元素隨著原子序數(shù)增大呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但第VA族出現(xiàn)反常，其第一電離能大于相鄰原子，則P、S、Cl的第一電離能由大到小順序?yàn)椋篊l＞P＞S，
故答案為：Cl＞P＞S；
（2）N和P為同主族元素，聯(lián)系NH₄Cl的電子式寫出PH₄Cl的電子式，將N換成P，則PH₄Cl的電子式為：，Ni與CO能形成配合物Ni（CO）₄，CO中含有1根σ鍵，2根π鍵，配位鍵也屬于共價(jià)鍵，也為σ鍵，該分子中σ鍵為：1×4+4=8與π鍵個(gè)數(shù)為：2×4=8，為1：1，
故答案為：；1：1；
（3）對(duì)于SCl₂，根據(jù)VSEPR理論，中心S原子的配位原子數(shù)為BP=2，孤電子對(duì)數(shù)為L(zhǎng)P=$\frac{6-2×2}{2}=2$，則價(jià)電子對(duì)數(shù)為VP=BP+LP=2+2=4，根據(jù)雜化軌道理論，中心S原子的雜化方式為sp³，有兩對(duì)孤對(duì)電子，則其分子構(gòu)型為V形或折線形，
故答案為：sp³；V形或折線形；
（4）MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)（如圖1）相同，同為離子晶體，晶格能越大，熔點(diǎn)越高，Mg²⁺和Ni²⁺的離子半徑分別為66pm和69pm，離子半徑小，電荷越高，晶格能越大，則熔點(diǎn)MgO＞NiO，
故答案為：＞；離子所帶電荷相同，Mg²⁺半徑比Ni²⁺小，所以MgO的晶格能比NiO大，MgO熔點(diǎn)高；
（5）根據(jù)NiO的晶胞結(jié)構(gòu)，已知原子坐標(biāo)A（0，0，0），B（1，0，1），C在右側(cè)面心處，根據(jù)立體幾何知識(shí)，則C的原子坐標(biāo)為（1，$\frac{1}{2}$，$\frac{1}{2}$），
故答案為：（1，$\frac{1}{2}$，$\frac{1}{2}$）；
（6）根據(jù)單分子層結(jié)構(gòu)，先取出基本結(jié)構(gòu)單元，平面NiO的基本結(jié)構(gòu)單元為，面積為：2a×2a×sin60°=2$\sqrt{3}{a}^{2}$，則每平方米含有的NiO質(zhì)量為$\frac{75}{2\sqrt{3}{a}^{2}•{N}_{A}}$，
故答案為：$\frac{75}{2\sqrt{3}{a}^{2}•{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)，包含電子排布式的書寫，第一電離能大小的比較，電子式的書寫，價(jià)鍵類型的判斷，價(jià)層電子對(duì)互斥理論，雜化軌道理論，晶格能的知識(shí)，原子坐標(biāo)的書寫，晶胞的計(jì)算，考查知識(shí)較為綜合，有助于培養(yǎng)綜合分析問題的能力，題目難度中等．