Question

（13分）近现代战争中，制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢，热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为：铬0.5~1.25 镍0.5~1.5 钼0.3~0.6 锰0.8~1.6 碳0.3
（1）铬元素的基态原子的价电子层排布式是                 。
（2）C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中，C原子的杂化方式为　　　　.
（3）Mn和Fe的部分电离能数据如表：

元   素		Mn	Fe
电离能 /kJ·mol－1	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

 
根据表数据，气态Mn^2＋再失去一个电子比气态Fe^2＋再失去一个电子难，其原因是         。
（4）镍（Ni）可形成多种配合物，且各种配合物有广泛的用途。
某镍配合物结构如右图所示，分子内含有的作用力
有               （填序号）。
A．氢键     B．离子键    C．共价键   D．金属键   E．配位键
组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是   　　     。
（5）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)₄，呈四面体构型。423K时，Ni(CO)₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测：四羰基镍的晶体类型是   　　      
（6）铁能与氮形成一种磁性材料，其晶胞结构如右图所示，则该磁性材料的化学式为              

Answer 1

（1）3d⁵4S¹     （2） sp³  
（3）Mn^2＋转化为Mn^3＋时，3d能级由较稳定的3d⁵半充满状态转变为不稳定的3d⁴状态（或Fe^2＋转化为Fe^3＋时，3d能级由不稳定的3d⁶状态转变为较稳定的3d⁵半充满状态。）
（4） ACE;  N＞O＞C； （5） 分子晶体  （6）Fe₄N　

试题分析：（1）原子处于全充满、半充满或全空时是稳定的状态。24号铬元素的基态原子的价电子排布式是3d⁵4S¹。（2）C元素Si元素组成的SiC晶体是原子晶体。其中的C原子的杂化方式为sp³。（3）根据表数据，气态Mn^2＋再失去一个电子比气态Fe^2＋再失去一个电子难，其原因是Mn^2＋转化为Mn^3＋时，3d能级由较稳定的3d⁵半充满状态转变为不稳定的3d⁴状态（或Fe^2＋转化为Fe^3＋时，3d能级由不稳定的3d⁶状态转变为较稳定的3d⁵半充满状态）。（4）在某镍配合物中含有共价键、配位键、氢键。选项为ACE。组成该配合物分子且同属第二周期元素有C、N、O。一般情况下，元素的非金属性越强，原子半径越小，元素的电负性就越大。但是对于N原子来说，由于其最外层电子处于半充满的稳定状态，所以失去电子需要的能量比O还多。因此这三种元素的电负性由大到小的顺序是N＞O＞C。（5） 根据四羰基镍的性质可推知该晶体所以分子晶体。（6）Fe：8×1/8+6×1/2=4；N：1。因此该磁性材料的化学式为Fe₄N。