Question

近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为 Fe—S m—As—F—O 组成的化合物。回答下列问题：

(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为____，其氢化物沸点比NH₃的__________(填“高”或“低”)， 其判断理由是________________ 。

(2)Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f⁶6s²，Sm³⁺价层电子排布式为____________。

(3)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图 1 所示。晶胞中 Sm 和 As 原子的投影位置如图2所示。图中 F^- 和 O^2-共同占据晶胞的上下底面位置， 若两者的比例依次用x 和 1— x 代表，则该化合物的化学式表示为___________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的 x 值，完成它们关系表达式：ρ=_______g•cm^-3。

Answer

三角锥形 低 NH3分子间存在氢键 4s 4f5 SmFeAsO1-xFx

【解析】

(1) NH3的立体结构为三角锥形，元素As与N同族，则As的氢化物AsH3分子的立体结构也为三角锥形，NH3分子间能形成氢键，AsH3分子间不能形成氢键，则AsH3沸点比NH3的低，其判断理由是NH3分子间存在氢键；

(2)Fe价层电子排布式为3d64s2，成为阳离子时,易失去最外层的电子，则首先失去4s轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+失去了三个电子，先失去最外层两个，再失去6f的一个，则Sm3+价层电子排布式为4f5；

(3)由图1可知，晶胞中Sm原子有4个在面心，Fe原子有4个在棱上和1个在体心，As原子有4个在面心，F- 和 O2-有8个在顶点和2个面心，根据均摊法，则含Sm原子：，含Fe原子：，含As原子：，含F- 、 O2-共：，O2-有2(1-x)个，F-有2x，所以该化合物的化学式表示为SmFeAsO1-xFx；根据化学式SmFeAsO1-xFx，一个晶胞的质量为，一个晶胞的体积为a2c×10-30cm3，则密度