Question

(12分)
（1）太陽能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球為吸收劑的太陽能吸熱涂層，寫出基態鎳原子的核外電子排布式 。
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能。富勒烯(C₆₀)的結構如圖1，分子中碳原子軌道的雜化類型為 ；1 mol C₆₀分子中σ鍵的數目為  。科學家把C₆₀和K摻雜在一起制造出的化合物具有超導性能，其晶胞如圖2所示。該化合物中的K原子和C₆₀分子的個數比為  。
     
圖1                   圖2                           
（3）砷化鎵是人工合成的新型半導體材料，其晶體結構與金剛石相似。
①GaAs晶體中，每個As與 個Ga相連。
②第一電離能：As Se(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（4）Na₃AsO₄可作殺蟲劑。AsO₄^3-的空間構型為 ，與其互為等電子體的一種分子為  。

Answer 1

（12分）
（1）[Ar]3d⁸4s²（2分）
（2）sp² （2分）                 90mol（2分）        3:1（2分）
（3）①4 （1分）               ②＞（1分）
（4）正四面體形（1分）      CCl₄（1分）（或其他合理答案）

解析試題分析：(1)Ni為28號元素，基態原子的核外電子排布式為：[Ar]3d⁸4s²
（2）根據富勒烯的結構圖可知C原子形成了2個碳碳單鍵和1個碳碳雙鍵，即3個σ鍵，所以C原子雜化方式為sp² ；1個C原子形成3個σ鍵，每個σ鍵被兩個C原子共用，所以1 mol C₆₀分子中σ鍵的數目為：3×1/2×60mol=90mol；K位于面上，則1個晶胞含K：12×1/2=6，C₆₀位于8個頂點和1個面心上，則1個晶胞含C₆₀：8×1/8+1=2，所以該化合物中的K原子和C₆₀分子的個數比為3:1。
（3）①砷化鎵晶體結構與金剛石相似，空間網狀結構，每個原子形成4個單鍵，與周圍的原子形成正四面體，所以每個As與4個Ga相連。
②AS為第四周期VA族，4p軌道排布3個電子，為穩定狀態，Se為第四周期VIA族元素，所以第一電離能：As > Se。
（4）AsO₄^3-中As原子雜化軌道數=（5+3）÷2=4，所以AsO₄^3-的空間構型為正四面體形；含有的原子數和價電子數相等的物質為等電子體，所以與AsO₄^3-互為等電子體的分子有CCl₄等。
考點：本題考查電子排布、雜化方式、空間構型、分子及晶胞的計算、等電子體。