Question

【题目】钕铁硼磁铁是目前为止具有最强磁力的永久磁铁。预计在未来20年里，不可能有替代钕铁硼磁铁的磁性材料岀现。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、纯铁、铝、硼以及其他稀土原料。

(1) 钕(Nd)为60号元素，在周期表中第______周期；基态铁原子的外围电子排布式为______

(2) 实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。

① 已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于_________分子(填“极性”或“非极性”)，分子中A1原采取______杂化。

② Al2Cl6与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，[A1(OH)4]－中存在的化学键有_____ (填选项字母)。

A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.氢键

(3) B元素及与其同周期相邻的两种元素第一电离能由小到大的顺序为______(用元素符号表示)。B元素可在一定条件下生成H3O+ [B(OH)F3]－ ，该化合物中电负性最大的元素的原子中，所有能层电子的电子云轮廓图形状有______种

(4) 因材料中含有大量的钕和铁，容易锈蚀是它的一大弱点。可电镀镍(Ni)、锌(Zn)等进行表面涂层处理。已知Ni可以形成[Ni(NH3)6]Cl2，该配合物中配体分子的空间构型为 _______ 。

(5) 已知立方BN晶体硬而脆，其晶胞结构如图所示，设晶胞中最近的B、N原子之间的距离为anm，晶体的密度为bg·cm－3，则阿伏加德罗常数为_________ mol－1(用含a、b的代数式表示)

Answer 1

【答案】六 3d64s2 非极性 sp3 BD B＜Be＜C 2 三角锥形 ×1021

【解析】

(1) 钕(Nd)为60号元素，根据稀有气体的原子序数分析判断，铁为26号元素，据此书写基态铁原子的外围电子排布式；

(2)①Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，每个铝原子和四个氯原子形成共价键；②Al3+与OH-之间为配位键，O与H之间存在共价键；

(3) 根据同周期第一电离能的变化规律判断；元素的非金属性越强，电负性越大，该化合物中电负性最大的元素是F，根据F的电子排布式判断所有能层电子的电子云轮廓图形状；

(4) [Ni(NH3)6]Cl2中配体分子为氨气，根据价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=σ键电子对数+(a-xb)计算N原子的价层电子对数，再判断空间构型；

(5) 根据均摊法计算每个晶胞中含有的N原子、B原子数目，再计算晶胞的质量；晶胞中最近的B、N原子之间的距离为anm，为晶胞体对角线的，由此计算晶胞的棱长，确定晶胞的体积，最后根据晶胞的密度列式计算。

(1) 钕(Nd)为60号元素，根据稀有气体的原子序数可知，60与54较为靠近，因此钕(Nd)在周期表的第6周期ⅢB族；铁为26号元素，基态铁原子的外围电子排布式为3d64s2，故答案为：6；3d64s2；

(2)①Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，属于非极性分子，每个铝原子和四个氯原子形成共价键，Al采取sp3杂化，故答案为：非极性；sp3；

②[A1(OH)4]－中Al3+与OH-之间为配位键，O与H之间存在共价键，故答案为：BD；

(3) 同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，B元素及与其同周期相邻的两种元素第一电离能由小到大的顺序为B＜Be＜C。B元素可在一定条件下生成H3O+ [B(OH)F3]－，元素的非金属性越强，电负性越大，该化合物中电负性最大的元素是F，基态F原子的电子排布式为1s22s22p5，所有能层电子的电子云轮廓图形状有2种，故答案为：B＜Be＜C；2；

(4) [Ni(NH3)6]Cl2中配体分子为氨气，N原子的价层电子对数=3+=4，N采用sp3杂化，空间构型为三角锥形，故答案为：三角锥形；

(5) 由图可知每个晶胞中含4个N原子，B原子数为8×+6×=4，每个晶胞的质量=g，晶胞中最近的B、N原子之间的距离为anm，为晶胞体对角线的，则晶胞的棱长=a nm=a×10-7 cm，因此晶胞的密度bg·cm－3=，解得：NA=，故答案为：。