Question

能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力．

（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的外围电子排布式

 

，它位于周期表

 

区．
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途．富勒烯（C₆₀）的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为

 

；1mol C₆₀分子中σ键的数目为

 

个．
（3）Cu单质晶体中原子的堆积方式如图2甲所示，其晶胞特征如图2乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图2丙所示．晶胞中Cu原子的配位数为

 

，一个晶胞中Cu原子的数目为

 

．
（4）设Cu晶体的密度为ρg/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，则Cu原子的半径为

 

cm（列出表达式）．
（5）Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）₅晶体属于

 

（填晶体类型）；Fe（CO）₅是配合物，配体．配位数分别是

 

．

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素周期表的结构及其应用,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）镍是28号元素，原子核外有28个电子，根据构造原理书写基态镍原子的核外电子排布式的简化形式；
（2）根据价层电子对互斥理论确定杂化方式，利用均摊法计算每个碳原子含有几个σ键，从而计算1mol C₆₀分子中σ键的数目；
（3）该类型为面心立方最密堆积；配位数=3×

1

2

×8=12．
（4）金属铜采用面心立方最密堆积，晶胞内Cu原子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，令铜原子的比较为rcm，则晶胞的棱长为

2

2

×4rcm=2

2

rcm，所以（2

2

r）³×ρ=4

M

NA

，据此计算铜原子半径．
（5）Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，应为分子晶体；Fe原子有空轨道，CO含有孤对电子，CO为配体，根据化学式Fe（CO）₅可知配位数为5．

解答： 解：（1）镍是28号元素，原子核外有28个电子，根据构造原理基态镍原子的核外电子排布式的简化形式为[Ar]3d⁸4s²，故答案为：[Ar]3d⁸4s²；
（2）每个碳原子含有的σ键个数且不含孤电子对，所以采用sp² 杂化，每个碳原子含有的σ键个数为

3

2

，所以1mol C₆₀分子中σ键的数目=

3

2

×60N_A=90N_A，故答案为：sp²，90N_A；
（3）根据图片知，Al单质为面心立方最密堆积，Al原子配位数配位数=3×

1

2

×8=12，由图2可知占据顶点和面心，则个数为8×

1

8

+6×

1

2

=4，故答案为：12；4．
（4）金属铜采用面心立方最密堆积，晶胞内Cu原子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，令铜原子的比较为rcm，则晶胞的棱长为

2

2

×4rcm=2

2

rcm，所以（2

2

r）³×ρ=4

M

NA

，解得r=

2

4

×

3	4M ρNA

，故答案为：

2

4

×

3	4M ρNA

．
（5）Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，应为分子晶体；Fe原子有空轨道，CO含有孤对电子，故CO为配体，根据化学式Fe（CO）₅可知配位数为5，故答案为：分子晶体；CO；5．

点评：本题主要考查了原子核外电子排布、分子结构及晶体结构和晶胞的计算等知识，都是基础知识的运用，解题时要注意对晶体结构的分析和判断．中等难度．