Question

【題目】碳、鎂、鎳在工業生產和科研領域有廣泛用途。請回答下列問題：

（1）基態碳原子中，能量最高的電子所占用的能級符號為_________；該能級中原子軌道的電子云形狀為______________________。

（2）從石墨中可剝離出由單層碳原子構成的石墨烯，石墨烯中碳原子和共價鍵的數目之比為________。

（3）Mg2+能形成多種配合物和配離子，如Na4[Mg(PO3)4]、Mg[EDTA]2- EDTA的結構簡式為（）等。

①PO3-的立體構型為____________，其中心原子的雜化軌道類型為__________，其中雜化軌道的作用為__________________________。

②是常用的分析試劑。其中位于同周期的三種基態原子第一電離能由小到大的順序為________________（用元素符號表示）；這三種元素形成的一種離子與CS2互為等電子體，該離子符號為_____________。

（4）晶體鎂的堆積模型為____________；其中鎂原子的配位數為______________。

（5）碳、鎂、鎳形成的某晶體的晶胞結構如圖所示。若晶體密度為ρg·cm-1，阿伏伽德羅常數的值為NA，則晶胞參數a=___________pm（用代數式表示）。

Answer 1

【答案】 2p 啞鈴形（或紡錘形） 2：3 平面三角形 sp2 形成α鍵 C＜O＜N CNO- 六方最密堆積 12 1010

【解析】(1)基態碳原子核外有2個電子層，能量最高的電子所占用的能級符號為2p；該能級中原子軌道的電子云形狀為紡錘形，故答案為：2p；紡錘形；

(2)石墨烯中每個碳原子與周圍的3個碳原子通過共價鍵結合，每個碳原子含有 個共價鍵，因此碳原子和共價鍵的數目之比為1： =，故答案為： ；

(3)①PO3-中P原子的價層電子對數=3+×(5+1-2×3)=3，P原子采用sp2雜化，立體構型為平面三角形，其中雜化軌道形成σ鍵，故答案為：平面三角形； sp2；形成σ鍵；

②是常用的分析試劑。其中位于同周期的三種基態原子為C、N、O，由于N原子的2p為半充滿結構，較為穩定，第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N；這三種元素形成的一種離子與CS2互為等電子體，該離子為CNO-，故答案為：C＜O＜N ；CNO-；

(4)晶體鎂的堆積模型為六方最密堆積；其中鎂原子的配位數為12，故答案為：六方最密堆積；12；

(5)該晶胞中C原子個數=1，Mg原子個數=8×=1，Ni原子個數=6×=3，1mol晶胞的質量為12+24+59×3=213g，則ρg·cm-1=，解得a=×1010pm，故答案為： ×1010。