Question

12．能源、材料和信息是現(xiàn)代社會(huì)的三大“支柱”．
（1）目前，利用金屬或合金儲(chǔ)氫的研究已取得很大進(jìn)展，如圖是一種鎳基合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)圖．
①Ni在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族，原子序數(shù)比其大1的原子外圍電子排布式是3d¹⁰4s¹．
②該合金儲(chǔ)氫后，含1mol La的合金可吸收H₂的物質(zhì)的量為3 mol．
（2）南師大結(jié)構(gòu)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室合成了一種多功能材料--對(duì)硝基苯酚水合物（化學(xué)式為C₆H₅NO₃•1.5H₂O）．實(shí)驗(yàn)表明，加熱至94℃時(shí)該晶體能失去結(jié)晶水，由黃色變成鮮亮的紅色，在空氣中溫度降低又變?yōu)辄S色，具有可逆熱色性；同時(shí)實(shí)驗(yàn)還表明它具有使激光倍頻的二階非線性光學(xué)性質(zhì)．硝基苯酚水合物晶體中四種基本元素的電負(fù)性由大到小的順序是O＞N＞C＞H．
（3）科學(xué)家把NaNO₃和Na₂O在一定條件下反應(yīng)得到一種白色晶體，已知其中陰離子與SO₄^2-互為等電子體，該陰離子的化學(xué)式是NO₄^3-，其中心原子的雜化方式是sp³．

Answer 1

分析 （1）①Ni是28號(hào)元素，根據(jù)能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則，寫出其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，據(jù)此判斷其所在位置，原子序數(shù)比其大1的原子為銅，據(jù)此書寫外圍電子排布式，其3d、4s電子為其外圍電子；
②根據(jù)鎳基合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)圖，利用均攤法，可知每個(gè)晶胞中含有La、H₂的個(gè)數(shù)關(guān)系，從而可解決問(wèn)題；
（2）根據(jù)元素周期律可知四種元素的電負(fù)性大小，②、根據(jù)C₆H₅NO₃•1.5H₂O中微粒間的作用力可解決問(wèn)題；
（3）原子個(gè)數(shù)相等價(jià)電子數(shù)相等的微粒屬于等電子體，且等電子體結(jié)構(gòu)相似，陰離子與SO₄^2-互為等電子體，且該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該離子是NO₄^3-，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其雜化方式．

解答 解：（1）①Ni是28號(hào)元素，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，最大主量子數(shù)為4，位于元素周期表第10列，其在元素周期表位置為：第四周期第Ⅷ族；原子序數(shù)比其大1的原子核電荷數(shù)為29，為Cu元素，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，其外圍電子排布式是3d¹⁰4s¹，
故答案為：第四周期第Ⅷ族；3d¹⁰4s¹；
②根據(jù)鎳基合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)圖，利用均攤法，可知每個(gè)晶胞中La原子位于頂點(diǎn)，數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，H₂分子位于面心和棱心，數(shù)目為2×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=3，所以當(dāng)含1molLa時(shí)合金可吸附H₂的數(shù)目為3mol，
故答案為：3mol；
（2）對(duì)硝基苯酚水合物中含O、N、C、H四種元素，H在第一周期ⅠA族，電負(fù)性在這四種元素中最小，而O、N、C都位于第二周期，且原子序數(shù)逐漸減小，根據(jù)元素周期律同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，電負(fù)性逐漸增大，可知這四種元素的電負(fù)性大小順序?yàn)椋篛＞N＞C＞H，
故答案為：O＞N＞C＞H；
（3）原子個(gè)數(shù)相等價(jià)電子數(shù)相等的微粒屬于等電子體，且等電子體結(jié)構(gòu)相似，陰離子與SO₄^2-互為等電子體，且該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該離子是NO₄ ^3-，其電子式為，該離子中價(jià)層電子對(duì)=4+$\frac{1}{2}$（5+3-4×2）=4，所以N原子采用sp³雜化，
故答案為：NO₄^3-；sp³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電子排布式的書寫、雜化方式的判斷、電負(fù)性的判斷、晶體結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)考查分析、解決問(wèn)題的能力，應(yīng)熟練掌握核外電子排布式和元素周期表中位置的關(guān)系，題目難度中等．