Question

12．能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”．
（1）目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，如图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图．
①Ni在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族，原子序数比其大1的原子外围电子排布式是3d¹⁰4s¹．
②该合金储氢后，含1mol La的合金可吸收H₂的物质的量为3 mol．
（2）南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料--对硝基苯酚水合物（化学式为C₆H₅NO₃•1.5H₂O）．实验表明，加热至94℃时该晶体能失去结晶水，由黄色变成鲜亮的红色，在空气中温度降低又变为黄色，具有可逆热色性；同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质．硝基苯酚水合物晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是O＞N＞C＞H．
（3）科学家把NaNO₃和Na₂O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO₄^2-互为等电子体，该阴离子的化学式是NO₄^3-，其中心原子的杂化方式是sp³．

Answer 1

分析 （1）①Ni是28号元素，根据能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则，写出其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，据此判断其所在位置，原子序数比其大1的原子为铜，据此书写外围电子排布式，其3d、4s电子为其外围电子；
②根据镍基合金储氢后的晶胞结构图，利用均摊法，可知每个晶胞中含有La、H₂的个数关系，从而可解决问题；
（2）根据元素周期律可知四种元素的电负性大小，②、根据C₆H₅NO₃•1.5H₂O中微粒间的作用力可解决问题；
（3）原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体，且等电子体结构相似，阴离子与SO₄^2-互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构，则该离子是NO₄^3-，根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式．

解答 解：（1）①Ni是28号元素，其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，最大主量子数为4，位于元素周期表第10列，其在元素周期表位置为：第四周期第Ⅷ族；原子序数比其大1的原子核电荷数为29，为Cu元素，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，其外围电子排布式是3d¹⁰4s¹，
故答案为：第四周期第Ⅷ族；3d¹⁰4s¹；
②根据镍基合金储氢后的晶胞结构图，利用均摊法，可知每个晶胞中La原子位于顶点，数目为8×$\frac{1}{8}$=1，H₂分子位于面心和棱心，数目为2×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=3，所以当含1molLa时合金可吸附H₂的数目为3mol，
故答案为：3mol；
（2）对硝基苯酚水合物中含O、N、C、H四种元素，H在第一周期ⅠA族，电负性在这四种元素中最小，而O、N、C都位于第二周期，且原子序数逐渐减小，根据元素周期律同周期元素随着原子序数的递增，电负性逐渐增大，可知这四种元素的电负性大小顺序为：O＞N＞C＞H，
故答案为：O＞N＞C＞H；
（3）原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体，且等电子体结构相似，阴离子与SO₄^2-互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构，则该离子是NO₄ ^3-，其电子式为，该离子中价层电子对=4+$\frac{1}{2}$（5+3-4×2）=4，所以N原子采用sp³杂化，
故答案为：NO₄^3-；sp³．

点评 本题考查电子排布式的书写、杂化方式的判断、电负性的判断、晶体结构等知识点，同时考查分析、解决问题的能力，应熟练掌握核外电子排布式和元素周期表中位置的关系，题目难度中等．