Question

近现代战争中，制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢，热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致．钢中合金元素的百分比含量为：铬0.5～1.25  镍0.5～1.5 钼0.3～0.6  锰0.8～1.6  碳0.3

（1）铬元素的基态原子的价电子层排布式是___________。

（2）C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中，C原子的杂化方式为___________。

（3）Mn和Fe的部分电离能数据如表：

元    素	Mn	Fe
电离能 /kJ•mol^-1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

根据表数据，气态Mn²⁺再失去一个电子比气态Fe²⁺再失去一个电子难，其原因是___________。

（4）镍(Ni)可形成多种配合物，且各种配合物有广泛的用途． 某镍配合物结构如图所示，分子内含有的作用力有___________(填序号)．

A氢键     B离子键    C共价键    D金属键   E配位键

组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是___________。

（5）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)₄，呈四面体构型．423K时，Ni(CO)₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉．试推测：四羰基镍的晶体类型是___________。

（6）铁能与氮形成一种磁性材料，其晶胞结构如图2所示，则该磁性材料的化学式为___________。

Answer

（1）3d54s1；（2）sp3；

（3）Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)；

（4）ACE； O＞N＞C；（5）分子晶体；（6）Fe4N

【解析】

试题分析：（1）Cr是24号元素，其原子中3d和4s能级上电子为其价电子，其价电子排布式为：3d54s1，故答案为：3d54s1；

（2）C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体为原子晶体，其结构和金刚石相似，根据金刚石结构中碳原子含有4个共用电子对，所以碳原子采用sp3杂化，故答案为：sp3；

（3）Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少；故答案为：Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态（或Fe2+转化为Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态）；

（4）根据图可知碳碳间、碳氮间为共价键，氮镍间为配位键，氧氢间为氢键；同一周期中，电负性随着原子序数的增大而增大，该物质中含有的第二周期非金属元素有O、N、C，其非金属强弱顺序有：O＞N＞C，故选：ACE； O＞N＞C；

（5）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni（CO）4，应为分子晶体，故答案为：分子晶体；

（6）该晶胞中，N原子个数为1，Fe原子个数=8×+6×=4，所以其化学式为Fe4N，故答案为：Fe4N。

【考点定位】考查原子轨道杂化方式及杂化类型判断；原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；晶胞的计算

【名师点晴】本题考查了物质结构和性质，涉及晶胞计算、元素周期律、原子杂化方式的判断等知识点，知识点较综合，这些知识点都是考试热点，根据教材中基础知识采用知识迁移的方法进行分析解答。注意：配位键属于共价键，不属于分子间作用力，为易错点。配合物有内界和外界组成．外界为简单离子组成，配合物可以无外界，但不能无内界．内界由中心离子和配位体组成；①形成体通常是金属离子和原子，也有少数是非金属元素，例如：Cu2+，Ag+，Fe3+，Fe，Ni，B（Ⅲ），P（Ⅴ）…；②配位体通常是非金属的阴离子或分子，例如：F-，Cl-，Br-，I-，OH-，CN-，H2O，NH3，CO…；③配位原子：与形成体成键的原子；配位键的形成条件：成键原子一方提供空轨道，另一方提供孤对电子。