资源简介

同步练习10　常见晶体的微观结构分析与晶胞计算
一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分，每小题只有一个选项符合题目要求)
1.我国具有丰富的铜矿资源，某铜矿石的晶胞结构如图所示，其化学式为(　　)
A.Cu3N
B.Cu2N
C.Cu3N2
D.CuN
2.如图是某化合物的晶体结构，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱侧面上。则该化合物的化学式为(　　)
A.MgB B.Mg3B2
C.Mg2B D.Mg2B3
3.自然界的氟化钙矿物为萤石或氟石，CaF2的晶体结构呈立方体形，其晶胞侧视图及晶胞结构如图，下列说法错误的是(　　)
A.基态F原子的电子排布式为1s22s22p5
B.与Ca2+最近且等距的F-数目为8
C.两个最近的F-之间的距离为m pm
D.CaF2晶体密度为 g·cm-3
4.(2025·秦皇岛高二月考)硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子分层排布，彼此分层间隔。硼原子(黑球，半径为r1)和镁原子(白球，半径为r2)在平面上的投影如图1，硼化镁晶体的晶胞结构如图2。下列说法正确的是(　　)
A.晶胞边长为(r1+r2)
B.镁原子的价层电子排布为1s22s22p63s2
C.该晶体的化学式为MgB6
D.在硼化镁晶体中，硼原子的配位数为3
5.锂电池负极材料为Li嵌入两层石墨层中，形成如图所示的晶胞结构。下列说法正确的是(　　)
A.石墨片层间作用力较弱，故硬度和熔点都较低
B.碳原子的杂化方式为sp3杂化
C.晶胞中Li与C原子个数比为1∶6
D.每个Li原子周围紧邻8个C原子
6.如图为铅磷青铜的一种晶胞结构，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是(　　)
A.铅磷青铜的化学式为PbCuP
B.A原子的原子分数坐标为(0，0，0)，B原子的原子分数坐标为(1，1，0)，则C原子的原子分数坐标为(，，1)
C.晶胞的质量为 g
D.若晶体的密度为8.85 g·cm-3，则晶胞参数为×1010 pm
7.时速600公里的磁浮列车需用到超导材料。超导材料TiN具有NaCl型结构(如图所示)，已知晶胞参数为a D(1 D=10-10 m)，TiN的摩尔质量为M g·mol-1。下列说法不正确的是(　　)
A.基态Ti原子的电子排布式为3d24s2
B.晶胞中阴、阳离子的配位数都是4
C.该晶胞沿z轴的投影图为
D.该晶体的密度为 g·cm-3
8.如图依次是铁的δ、γ、α三种晶体不同温度下的转化，下列有关说法不正确的是(　　)
A.三种晶体互为同素异形体
B.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不相同
C.若铁原子半径为a nm，则三种晶体的棱长之比是∶∶2
D.三种晶体中与顶点铁原子距离相等且最近的铁原子分别有8个、12个、6个
9.某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由方块A、B组成。已知该晶体的密度为d g·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是(　　)
A.方块A含有1.5个Fe2+、4个O2-
B.方块B含有0.5个Fe2+、4个O2-、4个F
C.该氧化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为1∶2∶4
D.晶胞的棱长为×107 nm
10.立方砷化硼(BAs)有潜力成为比硅更优良的半导体材料，BAs的晶胞结构如图所示：
若晶胞参数为a pm，下列有关说法错误的是(　　)
A.该晶胞中所含As原子的个数与As的配位数相等
B.基态B原子核外电子的空间运动状态有3种
C.晶胞中As原子与B原子的最近距离为a pm
D.晶胞在xy面上的投影图为
11.一种理想的激光基质材料M由元素钾、镁和氟组成。晶体M的晶胞如图所示,已知：晶胞参数为a pm。下列有关该晶体的说法错误的是(　　)
A.晶胞中K、Mg、F的原子个数比为1∶1∶3
B.与K等距离且最近的F的数目为6
C.在M晶胞结构的另一种表示中，若K位于晶胞的体心，则F位于棱心
D.该晶体的密度为 g·cm-3
12.由Mn、Sn、C构成的一种磁性材料，它的晶胞结构及部分原子的分数坐标如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.该晶胞中碳原子的坐标为(，，)
B.离锡原子最近且等距离的锰原子有8个
C.基态Mn原子的价层电子排布式为3d54s2
D.该晶体的化学式为SnMn3C
13.Li2O具有反萤石结构，其立方晶胞结构如图所示(晶胞的边长为a pm)，下列说法错误的是(　　)
A.字母B表示氧离子，配位数是8
B.若晶胞中M点的原子分数坐标为(0，0，0)，则P点的原子分数坐标为(，，)
C.A处于B围成的正八面体空隙中
D.晶胞中A与B的最短距离为 cm
14.某种钴盐晶体的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a nm，A点的原子分数坐标为(0，0，0)，C点的原子分数坐标为(，，)。下列说法错误的是(　　)
A.B点的原子分数坐标为(，0，)
B.距离Co2+最近且等距离的Ti4+的数目为8
C.该晶体的密度为 g·cm-3
D.Ti4+与O2-之间的最短距离为a nm
二、非选择题(本题共3小题，共44分)
15.(14分)碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
回答下列问题：
(1)基态碳原子的最外层电子排布式为________。
(2)C60所属的晶体类型为______________晶体。
(3)石墨所属的晶体类型为____________晶体。
(4)上述三种单质互称为________(填字母)。
a.同系物
b.同素异形体
c.同分异构体
(5)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔、沸点如下表所示：
SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7
沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7
SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4沸点依次升高的原因是______________________。
(6)由Cu、O构成的一种化合物常作为反应的催化剂，其晶胞结构如图所示，该物质的化学式为________________________。
(7)Na、K等活泼金属在O2中燃烧得到的Na2O2、KO2具有强氧化性，常做消毒剂。已知KO2的晶胞如图所示。
设阿伏加德罗常数的值为NA，晶胞的参数为a nm。晶胞的密度为____________ g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
16.(14分)三元锂电池性能优异、能量密度高，正极材料包含了Ni、Co、Mn三种过渡金属氧化物。
(1)(1分)基态Ni原子的核外电子排布式为____________。
(2)(1分)在稀氨水介质中，Ni2+与丁二酮肟(分子式为C4H8N2O2)反应可生成鲜红色沉淀，其分子结构如图所示，该结构中碳原子的杂化方式为____________________。
(3)Co2+易与氨水反应生成[Co(NH3)6]2+，Co2+的配位数为________，NH3形成配合物后H—N—H键角会________(填“变大”“变小”或“不变”)，原因是________________________。
(4)下表是Mn与Fe的部分电离能数据，解释I3(Mn)大于I3(Fe)的主要原因：______________________。
元素 Fe Mn
第二电离能I2/(kJ·mol-1) 1 561 1 509
第三电离能I3/(kJ·mol-1) 2 957 3 248
(5)Co与Ti类似，其晶体堆积方式为六方最密堆积，其晶体结构如图所示，则该晶体结构中含有的原子个数为__________，已知该晶体结构的底边长为a nm，高为c nm，则晶体结构的密度为________ g·cm-3。
17.(16分)我国科研工作者开发了质子陶瓷燃料电池的高活性La1.2Sr0.8Ni0.5O4+δ(LSNM)阴极，使用这种核/双壳LSNM阴极的电池具有良好耐久性的优异性能。请回答下列问题：
(1)已知La的价层电子排布式为5d16s2，则其在元素周期表的位置为第________周期第________族，基态Mn原子的未成对电子数为____________。
(2)一种Mn的配合物如图所示。
①该配合物中涉及的元素C、N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为________(写元素符号)，分子中C原子与F原子形成的化学键为________(填轨道重叠方式)σ键。
②(2分)该配合物中，提供孤电子对的是________(写元素符号)，Mn(Ⅲ)的配位数为____________。
(3)一种镧镍储氢合金LaNin的六方晶胞如图所示。
①镧镍储氢合金的化学式为______________________。
②设晶胞底面积为a nm2，高为b nm，NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体密度为________g·cm-3。
同步练习10　常见晶体的微观结构分析与晶胞计算
一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分，每小题只有一个选项符合题目要求)
1.我国具有丰富的铜矿资源，某铜矿石的晶胞结构如图所示，其化学式为(　　)
A.Cu3N
B.Cu2N
C.Cu3N2
D.CuN
答案　A
解析　在该晶胞中，Cu+位于晶胞的棱上，则该晶胞中含有Cu+的数目为12×=3，N3-位于晶胞的顶角，则该晶胞中含有N3-的数目为8×=1，所以该晶胞的化学式为Cu3N，故A正确。
2.如图是某化合物的晶体结构，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱侧面上。则该化合物的化学式为(　　)
A.MgB B.Mg3B2
C.Mg2B D.Mg2B3
答案　A
解析　一个晶胞中镁原子的个数为12×+2×=3；硼原子数为6×=3，所以晶胞中镁原子和硼原子的个数比为1∶1，故化学式为MgB，A项正确。
3.自然界的氟化钙矿物为萤石或氟石，CaF2的晶体结构呈立方体形，其晶胞侧视图及晶胞结构如图，下列说法错误的是(　　)
A.基态F原子的电子排布式为1s22s22p5
B.与Ca2+最近且等距的F-数目为8
C.两个最近的F-之间的距离为m pm
D.CaF2晶体密度为 g·cm-3
答案　C
解析　F是原子序数为9的元素，基态F原子的电子排布式为1s22s22p5，A正确；晶胞中与Ca2+最邻近的F-数为8，B正确；根据侧面图可看出，面对角线的长度为2m pm，晶胞边长为m pm，两个最近的F-之间的距离为晶胞边长的一半，所以两个最近的F-之间的距离为 pm，C项错误；根据图示可知CaF2晶胞中含4个Ca2+和8个F-，ρ= g·cm-3= g·cm-3，D项正确。
4.(2025·秦皇岛高二月考)硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子分层排布，彼此分层间隔。硼原子(黑球，半径为r1)和镁原子(白球，半径为r2)在平面上的投影如图1，硼化镁晶体的晶胞结构如图2。下列说法正确的是(　　)
A.晶胞边长为(r1+r2)
B.镁原子的价层电子排布为1s22s22p63s2
C.该晶体的化学式为MgB6
D.在硼化镁晶体中，硼原子的配位数为3
答案　A
解析　由图2可知，晶胞边长为2个白球圆心的距离，图1中3个连续最近的白球的中心组成一个等边三角形，如图，在等边三角形中作辅助线，如图(a、b、c为白球的球心，d为黑球的球心)，ac即为晶胞边长，设晶胞边长为x，ae长度为x，ad长度为(r1+r2)，则cos 30° ==，解得x= (r1+r2)，A正确；镁原子的价层电子排布为3s2，B错误；图2中Mg原子位于晶胞的顶角，原子个数为8×=1，B原子位于晶胞的内部，原子个数为2个，其化学式为MgB2，C错误；由图1图2可知，在硼化镁晶体中，硼原子的配位数为6，D错误。
5.锂电池负极材料为Li嵌入两层石墨层中，形成如图所示的晶胞结构。下列说法正确的是(　　)
A.石墨片层间作用力较弱，故硬度和熔点都较低
B.碳原子的杂化方式为sp3杂化
C.晶胞中Li与C原子个数比为1∶6
D.每个Li原子周围紧邻8个C原子
答案　C
解析　石墨片层间作用力较弱，能滑动，故硬度小；但是层内原子间为共价键，故其熔点较高，A错误；石墨中碳原子的杂化方式为sp2杂化，B错误；根据“均摊法”，晶胞中含4×+4×=1个Li、8×+2=6个C，则晶胞中Li与C原子个数比为1∶6，C正确；1、2、3号碳的夹角为120°且距离4号Li的距离是相同的，以4号Li为例，每个Li原子周围紧邻(1+×2)×6=12个C原子，D错误。
6.如图为铅磷青铜的一种晶胞结构，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是(　　)
A.铅磷青铜的化学式为PbCuP
B.A原子的原子分数坐标为(0，0，0)，B原子的原子分数坐标为(1，1，0)，则C原子的原子分数坐标为(，，1)
C.晶胞的质量为 g
D.若晶体的密度为8.85 g·cm-3，则晶胞参数为×1010 pm
答案　A
解析　由铅磷青铜的晶胞结构图可知，Pb位于顶角，个数为8×=1，Cu位于面心，个数为6×=3，1个P位于体心，则其化学式为PbCu3P，故A错误；晶胞的质量为 g= g，故C正确；设晶胞参数为a pm，则晶胞体积为(a×10-10)3cm3，根据ρ=可得8.85 g·cm-3= g·cm-3，则晶胞参数为×1010 pm，故D正确。
7.时速600公里的磁浮列车需用到超导材料。超导材料TiN具有NaCl型结构(如图所示)，已知晶胞参数为a D(1 D=10-10 m)，TiN的摩尔质量为M g·mol-1。下列说法不正确的是(　　)
A.基态Ti原子的电子排布式为3d24s2
B.晶胞中阴、阳离子的配位数都是4
C.该晶胞沿z轴的投影图为
D.该晶体的密度为 g·cm-3
答案　B
解析　Ti是22号元素，其基态原子电子排布式为3d24s2，A正确；该晶胞的结构类似NaCl晶胞，晶胞中阴、阳离子的配位数都是6，B错误；从晶胞顶面分析该晶胞沿z轴的投影，Ti3+的半径比N3-大，则顶面棱上的Ti3+会遮盖N3-，投影图为，C正确；N3-位于晶胞顶角和面心，晶胞中N3-数目为8×+6×=4，Ti3+位于晶胞内部和棱上，晶胞中Ti3+数目为1+12×=4，故晶胞质量为 g，晶胞体积为=a3×10-24 cm3，所以该晶体密度为ρ== g·cm-3= g·cm-3，D正确。
8.如图依次是铁的δ、γ、α三种晶体不同温度下的转化，下列有关说法不正确的是(　　)
A.三种晶体互为同素异形体
B.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不相同
C.若铁原子半径为a nm，则三种晶体的棱长之比是∶∶2
D.三种晶体中与顶点铁原子距离相等且最近的铁原子分别有8个、12个、6个
答案　C
解析　三种晶体是由铁元素组成的不同单质，互为同素异形体，故A正确；依据得到晶体的条件可知，在急速冷却时(立即降温到912 ℃)得到α Fe，缓慢冷却时(逐渐冷却到1 394 ℃)得到γ Fe，两种晶体类型不相同,故B正确；若铁原子半径为a nm,体心立方中晶体的棱长为a nm,面心立方中晶体的棱长为a nm，简单立方中晶体的棱长为2a nm，三种晶体的棱长之比是a∶a∶2a=2∶2∶，故C错误；由晶体结构可知，体心立方中与顶点铁原子距离相等且最近的铁原子有8个，面心立方中与顶点铁原子距离相等且最近的铁原子有12个，简单立方中与顶点铁原子距离相等且最近的铁原子有6个，故D正确。
9.某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由方块A、B组成。已知该晶体的密度为d g·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是(　　)
A.方块A含有1.5个Fe2+、4个O2-
B.方块B含有0.5个Fe2+、4个O2-、4个F
C.该氧化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为1∶2∶4
D.晶胞的棱长为×107 nm
答案　D
解析　根据均摊法计算方块A含有1+4×=1.5个亚铁离子、4个氧离子，故A正确；根据均摊法计算方块B含有4×=0.5个亚铁离子、4个氧离子、4个铁离子，故B正确；Fe2+处于晶胞的顶角、面心以及A位置立方体的体心，O2-位于A、B小立方体的内部，每个小立方体内部各有4个，Fe3+处于晶胞B小立方体内部，晶胞中Fe2+数目为4×(1.5+0.5)=8、Fe3+数目为4×4=16，O2-数目为4×8=32，故Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为8∶16∶32=1∶2∶4，故C正确；晶胞中含有Fe2+、Fe3+、O2-的个数分别是8、16、32，它们的相对原子质量之和是8×232，根据m=ρV可得a=×107 nm，故D错误。
10.立方砷化硼(BAs)有潜力成为比硅更优良的半导体材料，BAs的晶胞结构如图所示：
若晶胞参数为a pm，下列有关说法错误的是(　　)
A.该晶胞中所含As原子的个数与As的配位数相等
B.基态B原子核外电子的空间运动状态有3种
C.晶胞中As原子与B原子的最近距离为a pm
D.晶胞在xy面上的投影图为
答案　D
解析　根据晶胞结构可知，每个晶胞中所含As原子的个数为4，As原子的配位数为4，As原子的个数与配位数相等，故A正确；基态B原子的核外电子排布式为1s22s22p1，核外电子占有3个轨道，其空间运动状态有3种，故B正确；晶胞的体对角线长为a pm，As原子与B原子的最近距离为体对角线长的，所以最短距离为a pm，故C正确；晶胞面心有B原子，在xy面上的投影图为，故D错误。
11.一种理想的激光基质材料M由元素钾、镁和氟组成。晶体M的晶胞如图所示,已知：晶胞参数为a pm。下列有关该晶体的说法错误的是(　　)
A.晶胞中K、Mg、F的原子个数比为1∶1∶3
B.与K等距离且最近的F的数目为6
C.在M晶胞结构的另一种表示中，若K位于晶胞的体心，则F位于棱心
D.该晶体的密度为 g·cm-3
答案　B
解析　晶胞中，钾原子位于顶角，镁原子位于体心，氟原子位于面心，根据均摊法确定晶胞中含8×=1个K，1个Mg，6×=3个F，则晶胞中K、Mg、F的原子个数比为1∶1∶3，A正确；与K等距离且最近的F位于面心，共有12个，B错误；在M晶胞结构的另一种表示中，若K位于晶胞的体心，则F位于棱心，Mg位于顶角，C正确；该晶体的密度ρ== g·cm-3= g·cm-3，D正确。
12.由Mn、Sn、C构成的一种磁性材料，它的晶胞结构及部分原子的分数坐标如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.该晶胞中碳原子的坐标为(，，)
B.离锡原子最近且等距离的锰原子有8个
C.基态Mn原子的价层电子排布式为3d54s2
D.该晶体的化学式为SnMn3C
答案　B
解析　根据晶胞结构，C位于体心，其坐标为(，，)，故A正确；由晶胞结构可知，离锡原子最近且等距离的锰原子处于Sn原子所在面的面心，有12个，故B错误；Mn是25号元素，处于d区，其基态原子价层电子排布式为3d54s2，故C正确；Sn位于顶角，有8×=1个，Mn位于面心，有6×=3个，C位于体心，有1个，故化学式为SnMn3C，故D正确。
13.Li2O具有反萤石结构，其立方晶胞结构如图所示(晶胞的边长为a pm)，下列说法错误的是(　　)
A.字母B表示氧离子，配位数是8
B.若晶胞中M点的原子分数坐标为(0，0，0)，则P点的原子分数坐标为(，，)
C.A处于B围成的正八面体空隙中
D.晶胞中A与B的最短距离为 cm
答案　C
解析　由晶胞图可知，A原子位于体内，其数目为8，B原子位于顶角和面心，其数目为8×+6×=4，则A表示Li+，B表示O2-，离B最近且等距离的A的数目为8，则其配位数为8，A选项正确；晶胞中A与B的最短距离为体对角线长的，由于晶胞的边长为a pm，所以A与B的最短距离为 cm，D选项正确。
14.某种钴盐晶体的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a nm，A点的原子分数坐标为(0，0，0)，C点的原子分数坐标为(，，)。下列说法错误的是(　　)
A.B点的原子分数坐标为(，0，)
B.距离Co2+最近且等距离的Ti4+的数目为8
C.该晶体的密度为 g·cm-3
D.Ti4+与O2-之间的最短距离为a nm
答案　C
解析　该晶体的化学式为CoTiO3，CoTiO3的摩尔质量为155 g·mol-1,该晶体的密度为ρ== g·cm-3,故C错误；Ti4+与O2-之间的最短距离为立方晶胞中面对角线长的一半，即a nm，故D正确。
二、非选择题(本题共3小题，共44分)
15.(14分)碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
回答下列问题：
(1)基态碳原子的最外层电子排布式为________。
(2)C60所属的晶体类型为______________晶体。
(3)石墨所属的晶体类型为____________晶体。
(4)上述三种单质互称为________(填字母)。
a.同系物
b.同素异形体
c.同分异构体
(5)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔、沸点如下表所示：
SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7
沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7
SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4沸点依次升高的原因是______________________。
(6)由Cu、O构成的一种化合物常作为反应的催化剂，其晶胞结构如图所示，该物质的化学式为________________________。
(7)Na、K等活泼金属在O2中燃烧得到的Na2O2、KO2具有强氧化性，常做消毒剂。已知KO2的晶胞如图所示。
设阿伏加德罗常数的值为NA，晶胞的参数为a nm。晶胞的密度为____________ g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
答案　(1)2s22p2　(2)分子　(3)混合型
(4)b　(5)SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，沸点依次升高　(6)Cu2O　(7)
解析　(6)该晶胞含有4个铜原子、1+×8=2个O原子，因而化学式为Cu2O。
(7)由均摊法，晶胞中K+数目为8×+6×=4，数目为12×+1=4，则晶胞质量为 g，晶胞的参数为a nm，晶胞体积为(a×10-7)3 cm3=a3×10-21 cm3，晶胞的密度为ρ== g·cm-3。
16.(14分)三元锂电池性能优异、能量密度高，正极材料包含了Ni、Co、Mn三种过渡金属氧化物。
(1)(1分)基态Ni原子的核外电子排布式为____________。
(2)(1分)在稀氨水介质中，Ni2+与丁二酮肟(分子式为C4H8N2O2)反应可生成鲜红色沉淀，其分子结构如图所示，该结构中碳原子的杂化方式为____________________。
(3)Co2+易与氨水反应生成[Co(NH3)6]2+，Co2+的配位数为________，NH3形成配合物后H—N—H键角会________(填“变大”“变小”或“不变”)，原因是________________________。
(4)下表是Mn与Fe的部分电离能数据，解释I3(Mn)大于I3(Fe)的主要原因：______________________。
元素 Fe Mn
第二电离能I2/(kJ·mol-1) 1 561 1 509
第三电离能I3/(kJ·mol-1) 2 957 3 248
(5)Co与Ti类似，其晶体堆积方式为六方最密堆积，其晶体结构如图所示，则该晶体结构中含有的原子个数为__________，已知该晶体结构的底边长为a nm，高为c nm，则晶体结构的密度为________ g·cm-3。
答案　(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)　(2)sp2和sp3　(3)6　变大　因为孤电子对与成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以NH3形成配合物后，成键电子对之间的排斥力变小，H—N—H键角会变大
(4)Mn的价层电子排布为3d54s2，失去2个电子后价层电子排布为3d5，处于半充满的稳定状态，而铁的价层电子排布为3d64s2，失去2个电子后价层电子排布为3d6，较容易失去第3个电子，因此I3(Mn)大于I3(Fe)
(5)6　×1021
解析　(2)根据如图所示的信息，分子中的碳原子有单键碳原子和双键碳原子，所以杂化方式为sp2和sp3。(5)该晶体结构中含有的原子个数：12×+2×+3=6，该晶体结构的体积为V=(6××a×10-7×a×10-7× ×c×10-7)cm3=a2c×10-21cm3，所以晶体结构的密度为ρ==×1021g·cm-3。
17.(16分)我国科研工作者开发了质子陶瓷燃料电池的高活性La1.2Sr0.8Ni0.5O4+δ(LSNM)阴极，使用这种核/双壳LSNM阴极的电池具有良好耐久性的优异性能。请回答下列问题：
(1)已知La的价层电子排布式为5d16s2，则其在元素周期表的位置为第________周期第________族，基态Mn原子的未成对电子数为____________。
(2)一种Mn的配合物如图所示。
①该配合物中涉及的元素C、N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为________(写元素符号)，分子中C原子与F原子形成的化学键为________(填轨道重叠方式)σ键。
②(2分)该配合物中，提供孤电子对的是________(写元素符号)，Mn(Ⅲ)的配位数为____________。
(3)一种镧镍储氢合金LaNin的六方晶胞如图所示。
①镧镍储氢合金的化学式为______________________。
②设晶胞底面积为a nm2，高为b nm，NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体密度为________g·cm-3。
答案　(1)六　ⅢB　5　(2)①F>N>O>C　sp2 p　②N　4　(3)①LaNi5　②
解析　(2)①同一周期从左向右第一电离能呈增大的趋势，但N原子的2p轨道呈半满稳定状态，第一电离能比同周期相邻元素的大；分子中C原子为sp2杂化，F原子p轨道有单电子。②形成配位键时，中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对；由Mn的配合物结构图可知，Mn连接4个N原子，故配位数为4。(3)①由镧镍储氢合金LaNin的六方晶胞结构图可知，La位于顶角，个数为4×+4×=1，Ni位于面上和体心，个数为8×+1=5，化学式为LaNi5。②晶胞质量为 g= g，晶胞的体积a nm2×b nm=ab× 10-21cm3，所以晶体的密度为= g·cm-3。

展开更多......

收起↑