Question

 [化学——物质结构与性质]

近现代战争中，制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢，热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为：铬0.5~1.25  镍0.5~1.5 钼0.3~0.6  锰0.8~1.6  碳0.3

（1）铬元素的基态原子的价电子层排布式是                  。

（2）C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中，C原子的杂化方式为　　　　.

元    素	Mn	Fe
电离能 /kJ·mol－1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

（3）Mn和Fe的部分电离能数据如表：

根据表数据，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，其原因是          。

 （4）镍（Ni）可形成多种配合物，且各种配合物有广泛的用途。

某镍配合物结构如右图所示，分子内含有的作用力

有                （填序号）。

A．氢键     B．离子键    C．共价键

D．金属键   E．配位键

组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是    　　      。

 (5)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，呈四面体构型。423K时，Ni(CO)4分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。

试推测：四羰基镍的晶体类型是    　　      

（6）铁能与氮形成一种磁性材料，其晶胞结构如右图所示，

则该磁性材料的化学式为             

Answer 1

【知识点】核外电子排布、杂化轨道、电离能、电负性、晶体结构

【答案解析】（1）3d54S1      (2分)  （2） sp3   (2分)

（3）Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态（或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。）(2分)

(4)ACE (2分); O＞N＞C  (2分)     (5)分子晶体（1分）   (6)Fe4N　(2分)）

解析：

（1）铬元素原子序数是24，,基态原子核外电子排布是1s22S22p63S23p63d54S1，其价电子层的排布是3d54S1

（2）C元素同主族下一周期元素是Si，两者组成的晶体是SiC，其中每个碳形成4个碳硅键类似于金刚石，也和甲烷中的碳原子杂化一样，所以是碳原子是sp3 杂化

（3）Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态，而Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。

（4）氧的电负性很强，与另外一个羟基形成氢键；配合物中含碳氧键、碳氢键、碳氮双建等共价键；氮镍间是配位键，不是离子键也不是金属键。同周期非金属越强电负性越强，所以电负性O＞N＞C

（5）四羰基镍的熔沸点相对不高，加热易分解，应是分子晶体。

（6）根据计算法则氮原子在立方体中心为1个，铁原子在8个顶点(每个顶点原子占1/8)和6个面上(每个面上的原子占1/2)，则每个晶胞含铁原子为4个，所以磁性材料的化学式为Fe4N　

【思路点拨】本题主要考查物质结构，主要有电离能、电负性等基础知识，还有晶胞、分子结构的简单计算，难度不大。