Question

（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，写出基态镍原子的核外电子排布式

 

．
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能．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

 

．科学家把C₆₀和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图2所示．该化合物中的K原子和C₆₀分子的个数比为

 

．
（3）砷化镓是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似．
①GaAs晶体中，每个As与

 

个Ga相连．
②第一电离能：As

 

Se（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）Na₃AsO₄可作杀虫剂．AsO₄^3-的空间构型为

 

，与其互为等电子体的一种分子为

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,晶胞的计算,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）镍原子核外有28个电子，根据构造原理书写其基态镍原子的核外电子排布式；
（2）根据每个碳原子含有的σ键个数确定其杂化方式，利用均摊法计算σ键个数；根据均摊法计算晶胞中K原子、C₆₀分子数目，确定数目之比；
（3）①金刚石晶体中每个C与 4个C相连
②同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但注意第VA族元素大于相邻元素的第一电离能；
（4）AsO₄^3-中，成键数为4，孤对电子数为（5+3-2×4）×

1

2

=0，为sp³杂化；等电子体的原子数和价电子数相同；

解答： 解：（1）镍原子核外有28个电子，其基态镍原子的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）每个碳原子形成3个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=1mol×60×

3

2

×N_Amol^-1=90N_A，
晶胞中K原子数目=2×6×

1

2

=6、C₆₀分子数目=1+8×

1

8

=2，故晶胞中K原子、C₆₀分子数目之比=6：2=3；1，
故答案为：sp²；90N_A；3：1；
（3）①金刚石晶体中每个C与 4个C相连，砷化镓晶体结构与金刚石相似，故GaAs晶体中，每个As与4个Ga相连；
故答案为：4；
②As和Se属于同一周期，且As属于第VA族，Se属于第VIA族，As原子4p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于Se，
故答案为：＞；
（4）AsO₄^3-中含有的孤电子对数是0，中心原子有4个共价键，所以其构型是正四面体形．原子总数相同．价电子总数相同的分子称为等电子体．AsO₄^3-中含有5个原子，32个价电子，所以与其互为等电子体的一种分子为四氯化碳，
故答案为：正四面体形；CCl₄

点评：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布式、杂化轨道、化学键、电离能、配合物、晶胞计算等知识点，会利用均摊法进行晶胞有关计算，注意配位键形成条件．