Question

【題目】鉻鎳基合金的性質(zhì)穩(wěn)定，抗高溫燃氣腐蝕能力強，廣泛應用于艦船和工業(yè)的燃氣輪機。某種鉻鎳基合金由Fe、Cr、Ni、C四種元素組成。

(1)Fe、Cr、Ni的基態(tài)原子核外電子占據(jù)的最高能層為________填符號。

(2)基態(tài)Cr原子價層電子的電子排布式為________，與Cr同周期且基態(tài)原子最外層電子數(shù)相同的元素，位于周期表的________區(qū)。

(3)Fe3+與SCN-反應生成紅色的K3Fe(SCN)6，K3Fe(SCN)6內(nèi)部的作用力有________。寫出一種與SCN-互為等電子體的分子的化學式________。

(4)已知FeO、NiO的晶體結構均為NaCl型，且NiO的熔點高于FeO，其理由是________。

(5)C60分子結構及其晶胞結構如圖1和圖2所示。若在C60晶體的空隙中插入K+，該晶體在一定條件下具有超導能力，其結構如圖3所示。

①C60分子中碳原子的雜化方式為________。

②該超導體晶胞中，K+填充在由C60圍成的________空隙和________空隙中。

③若晶胞中A的坐標參數(shù)為(0，0，0)，B的坐標參數(shù)為(1，1，1)，則與A距離最近的K+的坐標參數(shù)為________。

Answer 1

【答案】 3d54s1 s、ds 離子鍵、共價鍵、配位鍵 N2O、CO2、CS2、COS(任寫一種) Ni2+半徑比Fe2+小，NiO的晶格能比FeO大 sp2 正四面體 正八面體 (，，)

【解析】

(1)根據(jù)元素原子核外電子層數(shù)分析判斷；

(2)根據(jù)Cr原子核外電子排布式分析判斷；

(3)根據(jù)K3Fe(SCN)6的結構分析存在的作用力的類型；結合等電子體概念判斷；

(4)從離子晶體的晶格能大小分析判斷；

(5)①根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C60中C原子雜化方式；

②根據(jù)圖知，K+占據(jù)的是C60圍成的正四面體空隙和正八面體空隙；

③若C60分子的原子坐標參數(shù)分別為A的坐標參數(shù)為(0，0，0)，B的坐標參數(shù)為(1，1，1)，說明該晶胞的棱長是1，則距離A位置C60分子最近的K+為形成的正四面體體心上的分析。

(1)Fe、Cr、Ni的基態(tài)原子核外有4個電子層，所以Fe、Cr、Ni的基態(tài)原子核外電子占據(jù)的最高能層為N層；

(2)Cr元素是24號元素，其原子核外有24個電子，根據(jù)構造原理可知其原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，原子在參加化學反應時，最外層的4s電子及3d軌道上的電子都有可能失去，所以Cr原子的價層電子的電子排布式為：3d54s1；與Cr同周期且基態(tài)原子最外層電子數(shù)相同的元素有K和Cu，二者分別位于周期表的s區(qū)和ds區(qū)；

(3)K3Fe(SCN)6內(nèi)部的作用力有離子鍵、共價鍵、配位鍵；SCN-中含有3個原子，且其價電子數(shù)是16，與SCN-互為等電子體的一種分子為N2O、CO2、CS2、COS等；

(4)FeO、NiO的晶體結構均為NaCl型，說明二者都是離子晶體，離子晶體熔沸點與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比，與離子所帶電荷成正比，Ni2+半徑比Fe2+小，NiO的晶格能比FeO大，所以NiO的熔點高于FeO；

(5)①C60中每個C原子連接3個碳原子，每個C原子形成2個C-C單鍵、1個C=C雙鍵，C原子雜化軌道數(shù)目為3，C原子采取sp2雜化；

②根據(jù)圖知，該超導體晶胞中，K+占據(jù)的是C60圍成的正四面體空隙和正八面體空隙；

③若晶胞中A的坐標參數(shù)為(0，0，0)，B的坐標參數(shù)為(1，1，1)，說明該晶胞的棱長是1，則與A距離最近的K+位于C60形成的正四面體體心上，故其坐標參數(shù)為(，，)。