Question

材料是人类赖以生存的重要物质基础．铜、镍等金属材料在现代社会中有着重要应用．请回答下列问题：
（1）铜在元素周期表中的位置为

 

，镍的基态电子排布式为

 

．
（2）在配离子[Ni（NH₃）₄]²⁺中，配体中N元素与它相邻的C和O元素的第一电离能由大到小的顺序为

 

，这三种元素电负性由大到小的顺序为

 

；配体NH₃中N原子的杂化方式为

 

．
（3）据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性．鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注．该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方最密堆积，如图，晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有

 

个，若已知晶胞的边长为a pm，阿伏伽德罗常数为N_A，则该晶体的密度的数学表达式为

 

g?cm^-3（用a和N_A表示，只列式，可不用化简）．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,晶胞的计算,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）铜是29号元素，原子核外有4个电子层，位于第IB族；镍是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；
（2）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素第一电离能大于相邻元素；同一周期元素中元素的电负性随着原子序数的增大而增大；根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式；
（3）每个镁原子周围距离最近的镍原子个数=3×8×

1

2

；根据ρ=

m

V

计算．

解答： 解：（1）铜是29号元素，原子核外有4个电子层，位于第IB族，所以铜元素位于第四周期第IB族；镍是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案为：第四周期第IB族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素第一电离能大于相邻元素，所以这三种元素第一电离能大小顺序是N＞O＞C，同一周期元素中元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以这几种元素的电负性大小顺序是O＞N＞C，氨气分子中氮原子含有3个共价单键和一个孤电子对，所以氮原子采用sp³杂化，故答案为：N＞O＞C；O＞N＞C；sp³；
（3）每个镁原子周围距离最近的镍原子个数=3×8×

1

2

=12，该晶胞中碳原子个数是1，镁原子个数=8×

1

8

=1，镍原子个数=6×

1

2

=3，ρ=

m

V

=

24×1+58.7×3+12×1 NA

(a×10-10)3

g?cm^-3=

24+58.7×3+12

NA(a×10-10)3

g?cm^-3，
故答案为：

24+58.7×3+12

NA(a×10-10)3

．

点评：本题考查了物质结构和性质，涉及电子排布式的书写、晶胞的计算、元素周期律等知识点，根据构造原理、ρ=

m

V

、元素周期律等知识点来分析解答，难点是晶胞的计算，利用均摊法确定晶胞中各种原子个数，再结合密度公式进行解答，难度中等．