Question

A．不锈钢是由铁、铬、镍、碳及众多不同元素所组成的合金，铁是主要成分元素，铬是第一主要的合金元素．其中铬的含量不能低于11%，不然就不能生成致密氧化膜CrO₃防止腐蚀．
（1）基态碳（C）原子的轨道表示式为

．
（2）[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl?2H₂O中Cr的配位数为

6

；已知CrO₅中Cr为+6价，则CrO₅的结构式为

．
（3）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

分子晶体

，与Ni（CO）₄中配体互为等电子的离子是

CN^-、C₂^2-

．
（4）Fe的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到A～B图中正确的是

A

．

（5）据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然具有超导性．鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注．该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方密堆积，试写出该晶体的化学式

MgCNi₃

．晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有

12

个．

Answer 1

分析：（1）基态碳原子含有6个电子，2个电子排在1S轨道上，2个电子排在2s轨道上，2个电子排在2p轨道上，分占2个轨道，且方向相同；
（2）根据化学式确定其配位数；根据化学式判断配位数，CrO₅中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O，在4个Cr-O键中Cr为+1价，在Cr=O键注重Cr为+2价，以此书写结构式；
 （3）沸点较低的晶体一般为分子晶体；Ni（CO）₄中配体是CO，CO的等电子体是与其原子个数相等且价电子数相等的分子或离子；
（4）根据晶胞堆积形成较大晶体，按甲虚线方向切乙形成的纵截面分析；
（5）利用均摊法计算确定其化学式，利用沿X、Y、Z三轴切割的方法确定镍原子个数．

解答：解：（1）碳原子核外有6个电子，根据电子排布规律知，其轨道表示式为，故答案为：；
（2）[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl?2H₂O中Cr与4个H₂O，2个Cl^-形成配位键，所以配位数为6，CrO₅中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O，在4个Cr-O键中Cr为+1价，在Cr=O键中Cr为+2价，则结构式为，
故答案为：6；；
（3）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，应为分子晶体，与Ni（CO）₄中配体互为等电子的离子是CN^-、C₂^2-；
故答案为：分子晶体；CN^-、C₂^2-；
（4）甲中Fe位于顶点和体心，乙由8个甲组成，按甲虚线方向切乙形成的纵截面边长不相等，则排除B、D，由于每个小晶胞中的体心含有1个Fe原子，则应为A，故答案为：A；
（5）该晶胞中，碳原子个数是1，镁原子个数=8×

1

8

=1，镍原子个数=6×

1

2

=3，所以其化学式为：MgCNi₃，利用沿X、Y、Z三轴切割的方法知，晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有4×3=12，
故答案为：MgCNi₃；12．

点评：本题考查较为综合，题目难度较大，涉及化学式的确定、轨道式的书写、等电子体等知识点，化学式的确定、配位数的确定是常考知识点．