Question

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，下圖是一種鎳基合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)圖。

 

① Ni原子的價(jià)電子排布式是               。

② 該合金儲(chǔ)氫后，含1mol La的合金可吸附H2的數(shù)目為       。

(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)。

①晶體中四種基本元素的電負(fù)性由大到小的順序是               。

②對(duì)硝基苯酚水合物失去結(jié)晶水的過(guò)程中，破壞的微粒間作用力是        。

(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SO42－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)。該陰離子的電子式是       ，其中心原子N的雜化方式是     。

(4)在金剛石晶體的一個(gè)晶胞(如圖1)中，含有        個(gè)碳原子。在二氧化硅晶體的一個(gè)晶胞中，含有      個(gè)化學(xué)鍵。原子晶體能否形成最密堆積結(jié)構(gòu)，原因是                           。

(5)鐵晶體的晶胞結(jié)構(gòu)(如圖2)：若鐵原子的半徑是r cm，則鐵的密度是     。

 

 

Answer 1

 

【解析】(1)①Ni是28號(hào)元素，其核外有28個(gè)電子，鎳原子3d、4s能級(jí)上電子為其價(jià)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知Ni原子的價(jià)電子排布式為3d84s2。

②該晶胞中氫氣分子個(gè)數(shù)=8×1/4+2×1/2=3，La原子個(gè)數(shù)是8×1/8=1，故該物質(zhì)中氫分子和La原子個(gè)數(shù)比是3：1，則含1mol La的合金可吸附H2的數(shù)目為3NA。(2)①元素的非金屬性越強(qiáng)其電負(fù)性越強(qiáng)，O、N、C、H的非金屬性逐漸減弱，所以O(shè)、N、C、H的電負(fù)性逐漸減弱，則O、N、C、H的電負(fù)性由大到小的順序是O＞N＞C＞H。

②對(duì)硝基苯酚水合物之間氧原子和氫原子間存在氫鍵，所以對(duì)硝基苯酚水合物失去結(jié)晶水的過(guò)程中，破壞的微粒間作用力是氫鍵，故答案為：氫鍵；

(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SO42-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NO43-，其電子式為：，該離子中價(jià)層電子對(duì)=4+1/2(5+3-4×2)=4，所以N原子采用sp3雜化。

(4)在金剛石晶胞中含有碳原子數(shù)為 8×1/8+6×1/2+4=8；在二氧化硅晶胞中，它的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，一個(gè)Si結(jié)合4個(gè)氧，所以共有32個(gè)化學(xué)鍵。原子晶體是原子之間是以共價(jià)鍵結(jié)合的，共價(jià)鍵有飽和性和方向性，一個(gè)原子不能形成12條共價(jià)鍵，所以原子晶體就不能形成配位數(shù)是12的最密堆積結(jié)構(gòu)。

(5)圖2中為鐵的體心立方結(jié)構(gòu)，晶胞中含有Fe原子數(shù)目是2，其晶胞質(zhì)量是，2×56/NA，鐵原子半徑為r，邊長(zhǎng)為a，則3a2=(4r)2，a=，晶胞的體積是V=(cm)3，故其密度是 g/cm3。