Question

【题目】2018年11月《物理评论快报》报道了艾姆斯实验室制造的包含钙、钾、铁和砷以及少量镍的CaK(Fe1-xNix)4As4新型化合物材料，呈现出被称为刺猬自旋新磁态。有助于更好理解磁性与非常规超导性之间的联系。回答下列问题：

（1）基态镍原子的电子排布式为[Ar]______________；上述材料中所含元素的基态原子中，未成对电子数最多的是___________(填元素符号)。

（2）铁及其离子易形成配离子，如[Fe(CN)6]3－、[Fe(CN)6]4－、Fe(CO)5等。所包括的非金属元素中第一电离能最大的是__________（填元素符号）；

（3）K3AsO3可用于碘的微量分析。

①K+的焰色反应呈紫色，金属元素能产生焰色实验的微观原因为____________。

②AsO33-的立体构型为________，写出一种与其互为等电子体的分子________

（填化学式）。

（4）Ni与Ca处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属Ni的熔点和沸点均比金属Ca的高，其原因为___________。

（5）①金属镍的原子堆积方式如图所示，则金属镍晶胞俯视图为____。

A． B． C． D．

②某砷镍合金的晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度ρ＝_____g·cm－3。

Answer 1

【答案】3d84s2 Fe N 电子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量 三角锥形 PCl3、PBr3、NF3、NCl3等（答一种即可） Ni的原子半径较小，价层电子数目较多，金属键较强 C

【解析】

(1)镍是28号元素，根据构造原理写出电子排布式，根据钙、钾、铁和砷以及镍的核外电子排布式，找出未成对电子数最多的；

(2)非金属元素C、N、O、根据它们在周期表的位置，N的核外电子排布中，2p轨道为半充满，N的第一电离能高于同周期相邻的元素，判断第一电离能的大小；

(3).①电子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量；
②AsO33-中As原子孤电子对数==1，价层电子对数=1+3=4，在VSEPR模型基础上忽略孤对电子可得微粒空间构型；互为等电子体的微粒的原子总数相等、价电子总数也相等；

(4).金属晶体熔沸点的高低与金属键的强弱有关，金属键的强弱与价层电子数目和金属原子的半径有关；

(5) ①镍的原子堆积方式为面心立方最密堆积；②由晶胞结构可知，每个晶胞中含有2个Ni原子和2个As原子，计算晶胞的质量，晶体密度=晶胞质量÷晶胞体积。

（1）镍是28号元素，根据构造原理写出简化的电子排布式[Ar] 3d84s2，

钙、钾、铁和砷以及镍的核外电子排布式：[Ar]4s2、[Ar]4s1、[Ar]3d64s2、[Ar]3d104s24p3、[Ar]3d84s2，未成对电子数分别为0、1、4、3、2，基态原子中，未成对电子数最多的是铁，

故答案为：[Ar] 3d84s2；Fe；

（2）同周期从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，由于氮原子的2p能级为半充满，较稳定，故C、N、O的第一电离能大小顺序为C<O<N，第一电离能较大的元素为N，

故答案为：N；

（3）①金属元素产生焰色反应的微观原因为：电子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态 时，会以光的形式释放能量，产生焰色反应，

故答案为：电子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量；

②AsO33中As原子孤电子对数==1，价层电子对数=1+3=4，在VSEPR模型基础上忽略孤对电子可得微粒空间构型为三角锥形；根据价电子总数和原子总数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或基团互为等电子体可知，用Cl原子替代O原子、1个单位负电荷可得与AsO33互 为等电子体的分子有PCl3等，进一步替换可得PBr3、NF3、NCl3等，

故答案为：三角锥形；PCl3、PBr3、NF3、NCl3等；

(4)Ca、Ni都属于金属晶体，Ni的原子半径较小，价层电子数目较多，金属键较强，故金属Ni的熔点和沸点均比金属Ca的高，

故答案为：Ni的原子半径较小，价层电子数目较多，金属键较强；

(5) ①镍的原子堆积方式为面心立方最密堆积，故金属镍晶胞俯视图为C，

答案为C；

②由晶胞结构可知，每个晶胞中含有Ni原子数目=8×+4×=2，含有2个As原子，晶胞的质量=2×g，晶胞的体积V=a×10-10cm×a×10-10cm××c×10-10cm=×10-30cm3，故晶胞的密度ρ=g·cm－3，

故答案为：。