Question

3．2007年诺贝尔物理学奖为法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔共同获得，以表彰他们在巨磁电阻效应（CMR效应）研究方面的成就．某钙钛型复合氧化物（如图1），以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe时，这种化合物具有CMR效应．
（1）用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式：ABO₃．
（2）已知La为+3价，当被钙等二价元素A替代时，可形成复合钙钛矿化合物La1-xAxMnO₃，（x＜0.1），此时一部分锰转变为+4价．导致材料在某一温度附近有反铁磁-铁磁、铁磁-顺磁转变及金属-半导体的转变，则La1-xAxMnO₃中三价锰与四价锰的物质的量之比为：$\frac{1-x}{x}$．（用含x的代数式表示）
（3）Mn的外围电子轨道表示式为：．
（4）下列有关说法正确的是AD．
A．镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区
B．氧的第一电离能比氮的第一电离能大
C．铬的堆积方式与钾相同，则其堆积方式如图2：
D．锰的电负性为1.59，Cr的电负性为1.66，说明锰的金属性比铬强．

Answer 1

分析 （1）利用均摊法计算晶体晶胞中氢所各原子的个数，再根据原子数之比确定化学式；
（2）根据化合价代数和为0的原则计算；
（3）Mn的原子序数为27，根据核外电子排布规律写出核外外围电子轨道表示式；
（4）A．根据元素在周期表中的位置判断；
B．CaO为离子晶体；
C．图中堆积方式为镁型；
D．元素的电负性越强，金属性越弱．

解答 解：（1）由图1可知，晶胞中A位于顶点，晶胞中含有A为$8×\frac{1}{8}$=1个，B位于晶胞的体心，含有1个，O位于面心，晶胞中含有O的个数为6×$\frac{1}{2}$=3，则化学式为ABO₃，
故答案为：ABO₃；
（2）设La_1-xA_xMnO₃中三价锰与四价锰的物质的量分别为m和n，则有 $\left\{\begin{array}{l}{3（1-x）+2x+3m+4n=6}\\{m+n=1}\end{array}\right.$，解得m=1-x，n=x，则La_1-xA_xMnO₃中三价锰与四价锰的物质的量之比为$\frac{1-x}{x}$，
故答案为：$\frac{1-x}{x}$；
（3）Mn的原子序数为27，外围电子轨道表示式为，故答案为：；
 （4）A．由元素在周期表中的位置可知镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区，故A正确；
B．O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故B错误；
C．图中堆积方式为镁型，故C错误；
D．元素的电负性越强，金属性越弱，故D正确．
故答案为：AD．

点评 本题考查较为综合，主要考查了晶胞的计算、核外电子排布、第一电离能、电负性等知识点，题目难度中等，注意利用均摊法计算晶胞的构成．