Question

3．由Mg、P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答下列问题．
（1）基态Mg原子L层电子排布式为2s²2p⁶，P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为Cl＞P＞S．
（2）PH₄Cl的电子式为，Ni与CO能形成配合物Ni（CO）₄，该分子中σ键与π键个数比为1：1．
（3）SCl₂分子中的中心原子杂化轨道类型是sp³，该分子构型为V形或折线形．
（4）已知MgO与NiO的晶体结构（如图1）相同，其中Mg²⁺和Ni²⁺的离子半径分别为66pm和69pm．则熔点：MgO＞NiO（填“＞”、“＜”或“=”），理由是离子所带电荷相同，Mg²⁺半径比Ni²⁺小，所以MgO的晶格能比NiO大，MgO熔点高．
（5）如图1所示，NiO晶胞中离子坐标参数A为（0，0，0），B为（1，0，1），则C离子坐标参数为（1，$\frac{1}{2}$，$\frac{1}{2}$）．

（6）一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O^2-作密置单层排列，Ni²⁺填充其中（如图2），已知O^2-的半径为a m，每平方米面积上分散的该晶体的质量为$\frac{75}{2\sqrt{3}{a}^{2}•{N}_{A}}$g．（用a、N_A表示）

Answer 1

分析 （1）Mg位处周期表中第3周期，IIA族，L层电子排布式为2s²2p⁶，第一电离能同周期元素随着原子序数增大呈现增大的趋势，但第VA族出现反常，其第一电离能大于相邻原子；
（2）N和P为同主族元素，联系NH₄Cl的电子式写出PH₄Cl的电子式，CO中含有1根σ键，2根π键，配位键也属于共价键，也为σ键；
（3）根据VSEPR理论和杂化轨道理论判断SCl₂分子中的中心原子杂化轨道类型和分子构型；
（4）同为离子晶体，考虑晶格能对熔点的影响，晶格能越大，熔点越高；
（5）根据立体几何知识和已知的原子坐标，写出C的原子坐标；
（6）先取出平面NiO的基本结构单元，计算基本结构单元的面积，最后计算每平方米面积上分散的该晶体的质量．

解答 解：（1）Mg位处周期表中第3周期，IIA族，L层电子排布式为2s²2p⁶，第一电离能同周期元素随着原子序数增大呈现增大的趋势，但第VA族出现反常，其第一电离能大于相邻原子，则P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为：Cl＞P＞S，
故答案为：Cl＞P＞S；
（2）N和P为同主族元素，联系NH₄Cl的电子式写出PH₄Cl的电子式，将N换成P，则PH₄Cl的电子式为：，Ni与CO能形成配合物Ni（CO）₄，CO中含有1根σ键，2根π键，配位键也属于共价键，也为σ键，该分子中σ键为：1×4+4=8与π键个数为：2×4=8，为1：1，
故答案为：；1：1；
（3）对于SCl₂，根据VSEPR理论，中心S原子的配位原子数为BP=2，孤电子对数为LP=$\frac{6-2×2}{2}=2$，则价电子对数为VP=BP+LP=2+2=4，根据杂化轨道理论，中心S原子的杂化方式为sp³，有两对孤对电子，则其分子构型为V形或折线形，
故答案为：sp³；V形或折线形；
（4）MgO与NiO的晶体结构（如图1）相同，同为离子晶体，晶格能越大，熔点越高，Mg²⁺和Ni²⁺的离子半径分别为66pm和69pm，离子半径小，电荷越高，晶格能越大，则熔点MgO＞NiO，
故答案为：＞；离子所带电荷相同，Mg²⁺半径比Ni²⁺小，所以MgO的晶格能比NiO大，MgO熔点高；
（5）根据NiO的晶胞结构，已知原子坐标A（0，0，0），B（1，0，1），C在右侧面心处，根据立体几何知识，则C的原子坐标为（1，$\frac{1}{2}$，$\frac{1}{2}$），
故答案为：（1，$\frac{1}{2}$，$\frac{1}{2}$）；
（6）根据单分子层结构，先取出基本结构单元，平面NiO的基本结构单元为，面积为：2a×2a×sin60°=2$\sqrt{3}{a}^{2}$，则每平方米含有的NiO质量为$\frac{75}{2\sqrt{3}{a}^{2}•{N}_{A}}$，
故答案为：$\frac{75}{2\sqrt{3}{a}^{2}•{N}_{A}}$．

点评 本题考查物质结构知识，包含电子排布式的书写，第一电离能大小的比较，电子式的书写，价键类型的判断，价层电子对互斥理论，杂化轨道理论，晶格能的知识，原子坐标的书写，晶胞的计算，考查知识较为综合，有助于培养综合分析问题的能力，题目难度中等．