釹鐵硼磁鐵是目前為止具有最強磁力的永久磁鐵。生產釹鐵硼磁鐵的主要原材料有稀土金屬釹、高純鐵、鋁、硼等。回答下列...
問題詳情:
釹鐵硼磁鐵是目前為止具有最強磁力的永久磁鐵。生產釹鐵硼磁鐵的主要原材料有稀土金屬釹、高純鐵、鋁、硼等。回答下列問題:
(1)釹(Nd)為60號元素,在週期表中位於第_________週期。基態硼原子中佔據最高能級的電子,電子雲輪廓圖形狀為_______。鐵離子的電子排布式__________________
(2)實驗測得AlCl3的實際存在形式為Al2Cl6,其分子的球棍模型如下圖所示:
①分子中A1原子採取____雜化。Al2Cl6屬於____分子(填“極*”或“非極*”)。
②AlCl3與過量NaOH溶液反應生成Na[Al(OH)4],[A1(OH)4]-中存在的化學鍵有_________(填選項字母)。
A.離子鍵 B.共價鍵 C.配位鍵 D.金屬鍵 E.*鍵
(3)工業上可用電解熔融FeO、Fe2O3冶煉高純鐵。基態Fe2+的價電子排布圖(軌道表示式)為______________;用物質結構知識說明Fe2+容易被氧化成Fe3+的原因:________________________。
(4)氮化鐵晶體的晶胞結構如圖1所示。該晶體中鐵、氮的微粒個數之比為_____。
(5)氧化亞鐵晶體的晶胞如圖2所示。已知:氧化亞鐵晶體的密度為ρg·cm—3,NA代表阿伏加德羅常數的值。在該晶胞中,與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數目為_________;Fe2+與O2—的最短核間距為_____________pm。
【回答】
【*】 (1). 六或6 (2). 啞鈴形或紡錘形 (3). 1s22s22p63s23p63d5 (4). sp3 (5). 非極* (6). BC (7). (8). Fe3+的3d軌道是半充滿 (9). 3:1 (10). 12 (11).
【解析】
【詳解】(1)釹(Nd)為60號元素,在週期表中位於第六週期。基態硼原子中佔據的最高能級為2p,電子雲輪廓圖形狀為啞鈴形或紡錘形。鐵原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,形成離子優先失去最外層電子,故鐵離子的電子排布式1s22s22p63s23p63d5;
(2)①Al2Cl6分子中每個鋁原子與四個*原子形成共價鍵,故A1原子採取sp3雜化。Al2Cl6分子中正負電荷中心重合,則Al2Cl6屬於非極*分子;
②Al最外層的空軌可以接受氧原子提供的孤對電子形成配位鍵,O和H之間形成極*共價鍵,故選:BC;
(3)基態Fe2+的價電子排布式為3d6,則價電子排布圖(軌道表示式)為。Fe2+容易被氧化成Fe3+的原因是Fe3+的3d軌道是半充滿,比較穩定;
(4)氮化鐵晶胞為六稜柱,頂點貢獻率為,稜點貢獻率為,麵點貢獻率為。觀察晶胞可知,12個鐵原子位於頂點,2個點位於面心,3個鐵位於體內。2個氮位於體內。則1個晶胞含鐵微粒數為12+2+3=6,含氮微粒數為2,則該晶體中鐵、氮的微粒個數之比為6:2=3:1;
(5)觀察圖2可知,上、中、下三層各4個氧離子(共12個氧離子)與中心的氧離子緊鄰且等距離,而氧化亞鐵晶體中氧離子、亞鐵離子個數比為1:1,所以與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數目為12個。1個氧化亞鐵晶胞含Fe2+數目為8+6=4,含O2—數目為12+1=4,所以,1個氧化亞鐵晶胞含4個“FeO”,設Fe2+與O2—的最短核間距為d pm,有ρ=,解得d=pm。
知識點:物質結構 元素週期律
題型:填空題
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