Question

【题目】我国科学家在铁基超导研究方面取得了一系列的重大突破，标志着我国在凝聚态物理领域已经成为一个强国。LiZnAs 是研究铁基超导材料的重要前体。

(1)LiZnAs 中三种元素的电负性从小到大的顺序为_____。

(2)AsF3 分子的空间构型为_____，As 原子的杂化轨道类型为_____。

(3)CO 分子内因配位键的存在，使 C 原子上的电子云密度较高而易与血红蛋白结合， 导致 CO 有剧毒。1mol[Zn(CN)4]2-离子内含有的共价键的数目为_____，配原子为_____。

(4)镍的氧化物常用作电极材料的基质。纯粹的 NiO 晶体的结构与 NaCl 的晶体结构相同，为获得更好的导电能力，将纯粹的 NiO 晶体在空气中加热，使部分 Ni2+被氧化成 Ni3+后， 每个晶胞内 O2-的数目和位置均未发生变化，镍离子的位置虽然没变，但其数目减少，造成晶体内产生阳离子空位（如图所示）。化学式为 NiO 的某镍氧化物晶体，阳离子的平均配位数为__________，阴离子的平均配位数与纯粹的 NiO 晶体相比____________（填“增大”“减小”或“不变””，写出能体现镍元素化合价的该晶体的化学式________示例：Fe3O4 写作 Fe2+Fe23+O4）。

(5)所有的晶体均可看作由某些微粒按一定的方式堆积，另外的某些微粒填充在上述堆 积所形成的空隙中。在面心立方紧密堆积的晶胞中存在两种类型的空隙：八面体空隙和四面体空隙（如下左图所示）。在 LiZnAs 立方晶胞中，Zn 以面心立方形式堆积，Li 和 As 分别填充在 Zn 原子围成的八面体空隙和四面体空隙中，在 a=0，0.5 和 1 三个截面上 Zn 和 Li 按下图所示分布：请在下图 As 原子所在的截面上用“Δ”补画出 As 原子的位置，______________并说明 a=__________。

Answer 1

【答案】Li＜Zn＜As 三角锥 sp3 16NA C 6 减小 Ni2+3Ni3+4O9 或 0.25（ 或 0.75）

【解析】

（1）锂是活泼金属、锌是较活泼的金属，砷是非金属，失电子能力减弱，得电子能力增强，电负性增强，LiZnAs 中三种元素的电负性从小到大的顺序为Li＜Zn＜As。

故答案为：Li＜Zn＜As

（2）AsF3 分子，价层电子对=3+ =4，有一对孤电子对，空间构型为三角锥，As 原子的杂化轨道类型为sp3。

故答案为：三角锥；sp3；

（3）CO 分子内因配位键的存在，使 C 原子上的电子云密度较高而易与血红蛋白结合， 导致 CO 有剧毒。1mol[Zn(CN)4]2-离子内共价键：C与N之间是叁键、Zn与C之间是配位键，含有的共价键的数目为（3×4+4）NA= 16NA， C 原子上的电子云密度较高，配原子为C。

故答案为： 16NA；C；

（4）纯粹的 NiO 晶体的结构与 NaCl 的晶体结构相同，阳离子的上下、前后、左右有6个阴离子，阳离子的平均配位数为6；部分 Ni2+被氧化成 Ni3+后，阳离子减少，阴离子的平均配位数与纯粹的 NiO 晶体相比减小；

根据化合价代数和等于0，结合晶胞结构，能体现镍元素化合价的该晶体的化学式Ni2+3Ni3+4O9；。

故答案为：6；减小；Ni2+3Ni3+4O9；

（5）结合在 a=0，0.5 和 1 三个截面上 Zn 和 Li 按下图所示分布：，在 LiZnAs 立方晶胞中，Zn 以面心立方形式堆积，Li 填充在 Zn 原子围成的八面体空隙，而 As 填充在 Zn 原子围成的四面体空隙中， As 原子所在的截面即 a=0.25（ 或 0.75）的截面上用“Δ”画出 As 原子的位置，如图：或。

故答案为：或 ；0.25（ 或 0.75）。