Question

13．化学材料的研发和使用，为开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力提供有力支撑．请根据你所学知识回答：
（1）太阳能热水器吸热涂层常使用一种以镍或镍合金空心球做吸收剂，则基态镍原子的外围电子排布式3d⁸4s²．
（2）由氧、镍和碳三种元素组成的化合物四碳基镍[Ni（CO）₄]为无色挥发性剧毒液体，熔点-25℃，沸点43℃．不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯、四氯化碳等有机溶剂，四碳基镍的晶体类型是分子晶体，写出一种与配体等电子体的化学式N₂．
（3）三氟化氮在太阳能电池制造中得到广泛应用．它可在铜的催化作用下由F₂和过量的NH₃反应得到，该反应的化学方程式为3F₂+4NH₃=NF₃+3NH₄F，生成物NH₄F固体所含化学键类型是离子键、共价键（配位键）．往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺配离子．己知NF₃与NH₃的空间构型都是三角锥形，但NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是F的电负性比N大，N-F成键电子对向F偏移，导致NF₃中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF₃不易与Cu²⁺形成配离子．
（4）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硒化镓、硫化锌薄膜电池等．
①砷和稼的第一电离能关系为：As＞Ga（填“＞”、“＜”或“=”）
②SeO₂分子的空间构型为V形．
③硫化锌的晶胞结构如图所示，锌离子的配位数是4．
己知此晶胞立方体的边长为a pm，晶体的密度为ρg/cm${\;}_{{\;}^{3}}$，则阿伏加德罗常数可表示为$\frac{3.88×1{0}^{32}}{ρ{a}^{3}}$mol^-1（用含a、ρ的代数式表示）．

Answer 1

分析 （1）镍是28号元素，原子核外有28个电子，根据构造原理书写基态镍原子的核外电子排布式的简化形式；
（2）根据熔沸点判断晶体类型；原子数总数相同、电子数目相同的微粒，互称为等电子体；
（3）氯化铵是离子化合物，由氨根离子与氯离子构成；N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH₃中共用电子对偏向N，而在NF₃中，共用电子对偏向F，偏离N原子；
（4）①同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第VA族元素第一电离能大于第VIA元素；
②根据价层电子对互斥理论确定其空间构型；
③根据图片确定其配位数；根据均摊法计算一个晶胞中含有的原子数目，根据晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$计算．

解答 解：（1）镍是28号元素，原子核外有28个电子，根据构造原理基态镍原子的核外电子排布式为[Ar]3d⁸4s²，外围电子排布式为3d⁸4s²，故答案为：3d⁸4s²；
（2）四碳基镍熔沸点较低，为分子晶体，CO与N₂分子中都含有2个原子，电子总数分别为14、14，互为等电子体，答案为：分子晶体；N₂；
（3）氯化铵是离子化合物，由氨根离子与氯离子构成，电子式为：，含有离子键和共价键（配位键）；
N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH₃中共用电子对偏向N，而在NF₃中，共用电子对偏向F，偏离N原子，导致NF₃中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF₃不易与Cu²⁺形成配离子；
故答案为：离子键、共价键（配位键）；F的电负性比N大，N-F成键电子对向F偏移，导致NF₃中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF₃不易与Cu²⁺形成配离子；
（4）①同一周期中，第VA族元素第一电离能大于第VIA元素，As 和Se属于同一周期，As是第VA元素，Se是第VIA元素，所以第一电离能As＞Se，故答案为：＞；
②二氧化硒分子中价电子对个数=2+$\frac{1}{2}$（6-2×2）=3，含有一个孤电子对，所以其空间构型是V形，故答案为：V形；
③根据图片知，每个Zn离子连接4个S离子，所以其配位数是4；
晶胞中Zn原子数目为4，S原子数目为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}=4$，晶胞体积V=（a×10^-10）³，晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{（65+32）×4}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-10}）^{3}}$，N_A=$\frac{3.88×1{0}^{32}}{ρ{a}^{3}}$，
故答案为：4；$\frac{3.88×1{0}^{32}}{ρ{a}^{3}}$．

点评 本题考查了分子构型判断、核外电子排布式的书写、等电子体应用、晶胞计算，其中电子排布式、分子构型判断是高考的热点，是学习的重点．