Question

材料是人類賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)．銅、鎳等金屬材料在現(xiàn)代社會中有著重要應(yīng)用．請回答下列問題：
（1）銅在元素周期表中的位置為

 

，鎳的基態(tài)電子排布式為

 

．
（2）在配離子[Ni（NH₃）₄]²⁺中，配體中N元素與它相鄰的C和O元素的第一電離能由大到小的順序為

 

，這三種元素電負(fù)性由大到小的順序為

 

；配體NH₃中N原子的雜化方式為

 

．
（3）據(jù)報道，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性．鑒于這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注．該晶體的結(jié)構(gòu)可看作由鎂原子和鎳原子在一起進(jìn)行面心立方最密堆積，如圖，晶體中每個鎂原子周圍距離最近的鎳原子有

 

個，若已知晶胞的邊長為a pm，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，則該晶體的密度的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

 

g?cm^-3（用a和N_A表示，只列式，可不用化簡）．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）銅是29號元素，原子核外有4個電子層，位于第IB族；鎳是28號元素，其原子核外有28個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式；
（2）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；同一周期元素中元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大；根據(jù)價層電子對互斥理論確定原子雜化方式；
（3）每個鎂原子周圍距離最近的鎳原子個數(shù)=3×8×

1

2

；根據(jù)ρ=

m

V

計算．

解答： 解：（1）銅是29號元素，原子核外有4個電子層，位于第IB族，所以銅元素位于第四周期第IB族；鎳是28號元素，其原子核外有28個電子，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：第四周期第IB族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以這三種元素第一電離能大小順序是N＞O＞C，同一周期元素中元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以這幾種元素的電負(fù)性大小順序是O＞N＞C，氨氣分子中氮原子含有3個共價單鍵和一個孤電子對，所以氮原子采用sp³雜化，故答案為：N＞O＞C；O＞N＞C；sp³；
（3）每個鎂原子周圍距離最近的鎳原子個數(shù)=3×8×

1

2

=12，該晶胞中碳原子個數(shù)是1，鎂原子個數(shù)=8×

1

8

=1，鎳原子個數(shù)=6×

1

2

=3，ρ=

m

V

=

24×1+58.7×3+12×1 NA

(a×10-10)3

g?cm^-3=

24+58.7×3+12

NA(a×10-10)3

g?cm^-3，
故答案為：

24+58.7×3+12

NA(a×10-10)3

．

點評：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及電子排布式的書寫、晶胞的計算、元素周期律等知識點，根據(jù)構(gòu)造原理、ρ=

m

V

、元素周期律等知識點來分析解答，難點是晶胞的計算，利用均攤法確定晶胞中各種原子個數(shù)，再結(jié)合密度公式進(jìn)行解答，難度中等．