Question

金属镍、铁及非金属元素碳在合金材料、有机合成材料中有广泛的应用．
请回答下列问题：
（1）Ni原子的核外电子排布式为______．
（2）Fe原子的外围电子排布图为______．
（3）含碳化合物丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）分子中碳原子轨道杂化类型为______
（4）NiO、FeO的晶体类型均与氯化钠晶体相同，Ni²⁺和Fe²⁺离子半径分别为69Pm和78Pm，则两种物质的熔点NiO______FeO（填“＞”或“＜”），判断依据是______．
（5）CaC₂晶体的晶胞也与氯化钠相似，但由于CaC₂晶体中C₂^2-的存在，使晶胞沿一个方向拉长，则CaC₂晶体中1个C₂^2-周围距离最近且相等的Ca²⁺数目为______，C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，写出O₂²⁺的电子式______．
（6）CH₄和SiH₄中，沸点高的是______（填化学式），判断依据是______
（7）铁在一定条件下可形成体心立方堆积的晶体，设铁原子半径为r，相对原子质量为55.9，请用含r和N_A的代数式表示该晶体的密度______．

Answer 1

（1）镍属于28号元素，根据构造原理可以写出该原子的核外电子排布式，Ni的核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²，则外围电子排布式为：3d⁶4s²，从而表示外围电子排布图：，故答案为：；
（3）（3）通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为sp和sp²杂化，与sp杂化的C原子直接相连的原子有C和N，故答案为：sp杂化、sp²杂化；
（4）Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高．由于Ni²⁺的离子半径小于Fe²⁺的离子半径，属于熔点是NiO＞FeO，故答案为：＞；，NiO、FeO都是离子晶体，氧离子半径相同，Ni²⁺半径比Fe²⁺小，半径越小离子晶体晶格能越大，熔点越高；
（5）依据晶胞示意图可以看出，晶胞的一个平面的长与宽不相等，再由图中体心可知1个Ca²⁺周围距离最近的C₂^2-有4个，而不是6个，要特别注意题给的信息；根据等电子体的结构相似，O₂²⁺的电子式，在1个O₂²⁺含有2个π键，故1 mol O₂²⁺中，含有2N_A个 π键，故答案为：4、；
（6）因结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此CH₄的沸点低于SiH₄；，故答案为：SiH₄、CH₄和SiH₄是分子晶体，沸腾时破坏范德华力，与相对分子质量成正比，所以SiH₄的相对分子质量大，沸点高；
（7）晶体为体心立方，晶体体对角线为铁原子半径的4倍，则边长为

4r

3

=

4 3

3

r；体心立方晶胞含有Fe数目为8×

1

8

+1=2，V_m=(

4 3

3

r)3×

NA

2

，ρ=

M

Vm

=

55.9

( 4 3 3 r)3× NA 2

=

2×55.9×3 3

NA×64r3

，故答案为：

2×55.9×3 3

NA×64r3

．