Question

氮、氧、磷、铁是与生命活动密切相关的元素。回答下列问题：

（1）P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为    ，Fe³⁺比Fe²⁺稳定的原因是                。

（2）N、O、P三种元素第一电离能最大的是          ，电负性最大的是           。

（3）含氮化合物NH₄SCN溶液是检验Fe³⁺的常用试剂，SCN^-中C原子的杂化类型为     ，1mol SCN^-中含π键的数目为      N_A。

（4）某直链多磷酸钠的阴离子呈如图所示的无极单链状结构，其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连，则该多磷酸钠的化学式为           。          

（5）FeO、NiO的晶体结构均与氯化钠晶体结构相同、其中Fe²⁺和Ni²⁺的离子半径分别为7.8×10^-2nm、6.9×10^-2nm，则熔点FeO    NiO（填“＜”、“＞”或“=”）原因是                              。

（6）磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料，其晶胞结构如图所示。P原子与B原子的最近距离为acm，则磷化硼晶胞的边长为      cm。（用含a的代数式表示）

Answer

（1）9， Fe3＋的价电子的排布为3d5，处于半充满，结构稳定，

（2）N， O，

（3）sp， 2，

（4）NaPO3或(NaPO3)n，

（5）＜， FeO和NiO相比，阴离子相同，阳离子所带电荷相同，但Fe2+半径大于Ni2+半径，所以FeO的晶格能小，熔点低。

（6）

【解析】

试题分析：（1）P是第三周期元素，所以P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为32=9；为26号元素，其电子排布式为：[Ar]3d64s2，Fe3＋的价电子的排布为3d5，处于半充满，结构稳定，所以Fe3+比Fe2+稳定。故答案为：9； Fe3＋的价电子的排布为3d5，处于半充满，结构稳定；

（2）N、O、P三种元素，由于N元素的价电子的排布为2s22p3，处于半充满，结构稳定，所以第一电离能最大的是N元素；元素的非金属性越强，其电负性越大，所以电负性最大的是O元素。

故答案为：N；O；

（3）HSCN的结构式为：H-S-C≡N，所以SCN-中C原子的杂化类型为sp杂化；一个SCN-离子中C、N原子间含有1个σ键和2π个键，所以1mol SCN-中含π键的数目为2NA。

故答案为：sp；2；

（4）根据直链多磷酸钠的阴离子的无极单链状结构，其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连，可知P、O原子个数比为1：3。根据化合价代数和为0可知，该物质中P、O、Na原子个数比为1：3：1。所以，该多磷酸钠的化学式为NaPO3或(NaPO3)n。

故答案为：NaPO3或(NaPO3)n；

（5）由题意知FeO、NiO的晶体结构均与氯化钠晶体结构相同属于离子晶体，FeO和NiO相比，阴离子相同，阳离子所带电荷相同，但Fe2+半径大于Ni2+半径，所以FeO的晶格能小，熔点低。

故答案为：＜；FeO和NiO相比，阴离子相同，阳离子所带电荷相同，但Fe2+半径大于Ni2+半径，所以FeO的晶格能小，熔点低。

（6）根据晶胞结构可知，P原子处在B原子构成的正四面体的中心位置，当P原子与B原子的最近距离为acm，P原子到最近晶胞侧面距离为cm，则磷化硼晶胞的边长为cm。

故答案为：。

【考点定位】原子结构与性质的关系；原子轨道的的杂化类型；晶体结构与性质；晶胞的计算。

【名师点睛】