Question

金属镍，铁及非金属元素碳在合金材料，有机合成材料中有广泛的应用．请回答下列问题：
（1）Ni原子的核外电子排布式为                       ．
（2）Fe原子的外围电子排布图为                       ．
（3）含碳化合物丙烯腈(H₂C=CH—C≡N)分子中碳原子轨道杂化类型为                             
（4）NiO，FeO的晶体类型均与氯化钠晶体相同，Ni²⁺和Fe²⁺离子半径分别为69 Pm和78 Pm，则两种物质的熔点
NiO     FeO(填“>”或“<”)，判断依据是                                                  ．
（5）CaC₂晶体的晶胞也与氯化钠相似，但由于CaC₂晶体中的C₂^2-存在，使晶胞沿一个方向拉长，则CaC₂晶体中1个C₂^2-周围距离最近且相等的Ca²⁺数目为              ，C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，写出O₂²⁺的电子式                 ．
（6）铁在一定条件下可形成体心立方堆积的晶体，设铁原子半径为r，请用含r的代数式表示该晶体空间利用率                    ．

Answer 1

（1）[Ar]3d⁸4S²      （2）       （3）sp，sp²
（4）>  NiO，FeO都是离子晶体，氧离子半径相同，Ni²⁺半径比Fe²⁺小，半径越小离子晶体晶格能越大，晶格能越大熔点越高．  （5）4        （6）=0．68．

试题分析：（1）Ni是28号元素，其原子的核外电子排布式为 [Ar]3d⁸4S²。（2）Fe是26号元素，原子的外围电子排布图为。（3）含碳化合物丙烯腈(H₂C=CH—C≡N)分子中碳碳双键上的碳原子是轨道杂化类型为sp²；C≡N键上的碳原子采用轨道杂化类型为sp。（4）NiO，FeO的晶体类型都是离子晶体。对于离子晶体来说，离子的半径越小，离子所带的电荷越多，晶体的熔点、沸点就越高。它们所带的电荷相同氧离子半径相同，Ni²⁺半径比Fe²⁺小。离子的半径越小，离子晶体晶格能越大，晶格能越大熔点越高．两种物质的熔点NiO>FeO。（5）根据晶体结构，利用均摊法：顶点上，棱上，面上的离子个数进行计算。顶点离子上离子个数乘以1/8，棱上离子个数乘以1/4，面上离子个数乘以1/2，得出阴阳离子个数，即得出一个晶胞中有四个CaC₂，所以每个Ca²⁺周围最近的C₂^2-有四个。利用等电子体原理，O₂²⁺与N₂互为等电子体，所有在O₂²⁺中，O原子与O原子之间是三对共用电子对，将N₂的电子式中的N原子改为O原子，然后带上中括号，右上角写上2+就可以了。（6）体心立方堆积的晶体中，体对角线上的原子互相接触。设立方体的边长为a, 铁原子半径为r．则有a=4r,a=。因此该立方体体积为V=a³ =  r³．该立方体中所有原子数为：顶点 8×1/8=1和体心中的1个共2个原子，其所占的体积为V (Fe)=2×=。从而得到该晶体空间的利用率为V(Fe):V==0．68。