Question

【题目】由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途，回答下列问题。

（1）基态Cl原子核外电子排布式为____，P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为____。

（2）SCl2分子中的中心原子杂化轨道类型是____，该分子构型为_____。

（3）Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4，该分子中配位键个数为____；以“—”表示σ键、“→”表示配位键，写出Ni(CO)4分子的结构式____。

（4）已知MgO与NiO的晶体结构(如图)相同，其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66 pm和69pm。则熔点：MgO_____NiO(填“＞”、“＜”或“＝”)，理由是____。

（5）若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，则C离子坐标参数为____。

（6）金刚石晶胞含有___个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r= ______a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率____（请用r和a表示不要求计算结果）。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p5 Cl> P > S sp3 V形 8 > Mg2+半径比Ni2+小，MgO的晶格能比NiO大 (1，1/2，1/2) 8

【解析】

（1）Cl元素的原子序数为17，最外层的电子数为7；P元素原子3p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素；

（2）SCl2分子中S原子的孤电子对数为2，价层电子对数为4；

（3）配合物Ni（CO）4分子中，Ni原子与4个CO分子形成4个配位键，CO分子中C与O形成1个配位键；

（4）由图可知MgO与NiO的晶体结构相同，同为离子晶体，离子晶体晶格能越大，熔点越高；

（5）根据NiO的晶胞结构，已知原子坐标A（0，0，0），B（1，1，0），C在右侧面心处；

（6）由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C原子，用“均摊法”确定金刚石晶胞中含有的碳原子数。根据硬球接触模型，晶胞体对角线等于碳原子半径的8倍。

（1）Cl元素的原子序数为17，最外层的电子数为7，基态Cl原子电子排布为1s22s22p63s23p5；同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，P元素原子3p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：Cl＞P＞S，故答案为：1s22s22p63s23p5；Cl> P > S；

（2）SCl2分子中S原子的孤电子对数为×（6-2×1）=2，价层电子对数为4，则S原子的杂化方式为sp3杂化，分子的空间构型为V形，故答案为：sp3；V形；

（3）配合物Ni（CO）4分子中，Ni原子与4个CO分子形成4个配位键，CO分子中C与O形成1个配位键，该分子的空间结构示意图为，由示意图可知分子中含有8个配位键，故答案为：8；；

（4）由图可知MgO与NiO的晶体结构相同，同为离子晶体，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，则晶格能：MgO>NiO，熔点MgO＞NiO，故答案为：＞；Mg2+半径比Ni2+小， MgO的晶格能比NiO大；

（5）根据NiO的晶胞结构，已知原子坐标A（0，0，0），B（1，1，0），C在右侧面心处，根据立体几何知识可知C的原子坐标为(1，，)，故答案为：(1，，)；

（6）由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C原子，所以金刚石晶胞中C原子数目为4＋6×+8×=8；若C原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，晶胞体对角线等于碳原子半径的8倍，即a=8r，解得r=a；晶胞的体积为a3，碳原子占据的体积为8×πr3=8×π（a）3，碳原子在晶胞中的空间占有率为==，故答案为：；。