Question

【题目】最近一期《物理评论快报》报道了科学家成功制备了包含钙钾、铁和砷以及少量镍的CaK(Fe1-xNix)4As4新型化合物材料。

回答下列问题：

(1)基态镍原子的电子排布式为[Ar]______________________；上述材料中所含元素的基态原子中，未成对电子数最多的是___________(填元素符号)。

(2)AsCl3分子中砷的杂化类型是___________；AsO43－的空间构型是___________。

(3)电子亲和能是反映元素性质的参数之一，电子亲和能指基态气态原子得1个电子形成负一价阴离子时释放的能量(kJ·mol－1)，第四周期主族元素Ga、Ge、As、Se、Br的电子亲和能大小变化如图所示。砷的电子亲和能“突变”的主要原因是_________________________________。

(4)铁及其离子易形成配离子，如[Fe(CN)6]3－、[Fe(CN)6]4－、Fe(CO)5等。配位原子提供孤电子对的能力与元素的电负性大小有关，电负性越大，其原子不容易提供孤电子对，则Fe(CO)5中提供孤电子对的原子是__ (填元素符号)；与CO互为等电子体的分子是___________。

(5)已知：CaO、K2S的熔点分别为2572℃、840℃，二者熔点差异的主要原因是___________。

(6)氧化镍晶胞如图1所示，单原子层氧化镍的结构如图2所示。

①图1中，原子坐标参数：A(0，0，0)、B(，0，)，则C原子的坐标参数为___________。

②图2中，已知氧离子半径为apm(忽略镍离子半径)，NA是阿伏加德罗常数的值。每平方米含氧化镍的质量为___________g。(提示：将图2中氧离子切割成正六边形作最小基元)

Answer 1

【答案】3d84s2 Fe sp3杂化 正四面体形 基态砷原子的价电子排布式为4s24p3，4p能级上电子达到半充满结构 C N2 CaO、K2S都是离子晶体，Ca2+所带电荷数大于K+且Ca2+的半径小于K+，O2-的半径小于S2-，故CaO的晶格能大于K2S （，，） 75×1024/(6a2NA)

【解析】

（1）镍为28号元素，基态镍原子的电子排布式为[Ar]3d84s2，题中涉及到元素为钙无未成对电子，钾有一个未成对电子，铁有4个未成对电子，砷有三个未成对电子，镍有2个未成对电子，未成对电子数最多的是Fe；故答案为3d84s2；Fe。

（2）AsCl3中As的价层电子对数为×（5-3×1）+3=4，As为sp3杂化；AsO43－中As的孤电子对数为×（5+3-4×2）=0，σ键电子对数为4，空间构型为正四面体形，故答案为：sp3杂化；正四面体形。

（3）基态砷原子的价电子排布式为4s24p3，4p能级上电子达到半充满的稳定结构，不易得电子，故答案为：基态砷原子的价电子排布式为4s24p3，4p能级上电子达到半充满结构。

（4）CO中氧原子电负性大于碳原子，氧原子对电子引力强，不易给出电子，提供孤电子对的原子是碳原子；根据等电子原理，与CO互为等电子体的分子为N2；故答案为C；N2。

（5）CaO、K2S的熔点分别为2572℃、840℃，两者均为离子晶体，导致两者熔点不同，取决于晶格能：Ca2+所带电荷数大于K+且Ca2+的半径小于K+，O2-的半径小于S2-，故CaO的晶格能大于K2S；故答案为：CaO、K2S都是离子晶体，Ca2+所带电荷数大于K+且Ca2+的半径小于K+，O2-的半径小于S2-，故CaO的晶格能大于K2S。

（6）①C位于立方体的体心处，故答案为：（，，）；②图2中氧离子切割成正六边形作最小基元，该单元中包含3个O2-，3个Ni2+；该正六边形的面积为6 (a×10-12)2m2，则每平方米含氧化镍的质量为3×g÷[6 (a×10-12)2]= 75×1024/(6a2NA)g。

故答案为：75×1024/(6a2NA)