Question

能源、材料和信息是現(xiàn)代社會的三大“支柱”。
(1)目前，利用金屬或合金儲氫的研究已取得很大進(jìn)展，下圖是一種鎳基合金儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)圖。

① Ni原子的價電子排布式是              。
② 該合金儲氫后，含1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目為      。
(2)南師大結(jié)構(gòu)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室合成了一種多功能材料——對硝基苯酚水合物(化學(xué)式為C₆H₅NO₃·1.5H₂O)。實(shí)驗(yàn)表明，加熱至94℃時該晶體能失去結(jié)晶水，由黃色變成鮮亮的紅色，在空氣中溫度降低又變?yōu)辄S色，具有可逆熱色性；同時實(shí)驗(yàn)還表明它具有使激光倍頻的二階非線性光學(xué)性質(zhì)。
①晶體中四種基本元素的電負(fù)性由大到小的順序是              。
②對硝基苯酚水合物失去結(jié)晶水的過程中，破壞的微粒間作用力是       。
(3)科學(xué)家把NaNO₃和Na₂O在一定條件下反應(yīng)得到一種白色晶體，已知其中陰離子與SO₄^2－互為等電子體，且該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。該陰離子的電子式是      ，其中心原子N的雜化方式是    。
(4)在金剛石晶體的一個晶胞(如圖1)中，含有       個碳原子。在二氧化硅晶體的一個晶胞中，含有     個化學(xué)鍵。原子晶體能否形成最密堆積結(jié)構(gòu)，原因是                          。
(5)鐵晶體的晶胞結(jié)構(gòu)(如圖2)：若鐵原子的半徑是r cm，則鐵的密度是    。

Answer 1

(1)①Ni是28號元素，其核外有28個電子，鎳原子3d、4s能級上電子為其價電子，根據(jù)構(gòu)造原理知Ni原子的價電子排布式為3d⁸4s²。
②該晶胞中氫氣分子個數(shù)=8×1/4+2×1/2=3，La原子個數(shù)是8×1/8=1，故該物質(zhì)中氫分子和La原子個數(shù)比是3：1，則含1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目為3N_A。(2)①元素的非金屬性越強(qiáng)其電負(fù)性越強(qiáng)，O、N、C、H的非金屬性逐漸減弱，所以O(shè)、N、C、H的電負(fù)性逐漸減弱，則O、N、C、H的電負(fù)性由大到小的順序是O＞N＞C＞H。
②對硝基苯酚水合物之間氧原子和氫原子間存在氫鍵，所以對硝基苯酚水合物失去結(jié)晶水的過程中，破壞的微粒間作用力是氫鍵，故答案為：氫鍵；
(3)原子個數(shù)相等價電子數(shù)相等的微粒屬于等電子體，且等電子體結(jié)構(gòu)相似，陰離子與SO₄^2-互為等電子體，且該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該離子是NO₄^3-，其電子式為：，該離子中價層電子對=4+1/2(5+3-4×2)=4，所以N原子采用sp³雜化。
(4)在金剛石晶胞中含有碳原子數(shù)為 8×1/8+6×1/2+4=8；在二氧化硅晶胞中，它的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，一個Si結(jié)合4個氧，所以共有32個化學(xué)鍵。原子晶體是原子之間是以共價鍵結(jié)合的，共價鍵有飽和性和方向性，一個原子不能形成12條共價鍵，所以原子晶體就不能形成配位數(shù)是12的最密堆積結(jié)構(gòu)。
(5)圖2中為鐵的體心立方結(jié)構(gòu)，晶胞中含有Fe原子數(shù)目是2，其晶胞質(zhì)量是，2×56/N_A，鐵原子半徑為r，邊長為a，則3a²=(4r)²，a=，晶胞的體積是V=(cm)³，故其密度是 g/cm³。