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出现。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、纯铁、铝、硼以及其它稀土原料。

(1) 钕(Nd)为60号元素，在元素周期表中的位置是_____；基态铁原子的外围电子排布图是______。

(2)实验测得气态A1C13的实际存在形式为A12C16双聚分子，其中A1原子的杂化方式是__________；A12C16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.配位键 D.金属键 E.氢键

(3)已知立方BN晶体硬而脆，其原因是_______；其晶胞结构如图所示，N原子填充在B原子构成的正四面体空隙中，则晶胞中正四面体的空隙填充率为_______，设晶胞中最近的B、N原子之间的距离为a nm，晶体的密度为b gcm-3，则阿伏加德罗常数为_____mol-1 (列式即可，用含a、b的代数式表示）

Answer 1

【答案】第六周期Ⅲ B族 sp3 BC BN为原子晶体，B－N键能大，因此质地坚硬，其共价键具有方向性，受到外力时，会发生原子错位，因此脆 50%

【解析】

（1）60号元素位于元素周期表第六周期Ⅲ B族；铁为过渡元素，其外围电子包括最外层电子和次外层d能级上的电子，其外围电子排布式图为；

（2）Al2Cl6的结构式为，即Al的杂化类型为sp3；[Al(OH)4]－中O和H之间为共价键，Al3＋与OH-之间以配位键的形式结合，答案选BC；

（3）BN晶体硬，说明BN为原子晶体，B-N键能大，因此质地坚硬，其共价键具有方向性，受到外力时，会发生原子错位，因此脆；从晶胞构型中可看出，B原子形成8个正四面体，有4个N原子填充4个正四面体中，因此晶胞的正四面体的空隙填充率为50%；根据晶胞结构可知，每个晶胞中含有N原子数为4，B原子个数为=4，晶胞的质量为g，B、N间的距离是a nm，是体对角线的，根据勾股定理，推出晶胞的边长为nm，根据密度的定义，求出阿伏加德罗常数为。