铁(Fe)、钴(Co)、铬(Ni)是第四周期第VⅢ族的元素,在化学上称为铁系元素,其化合物在生产生活中应用广泛。
(1)基态Co原子的核外电子排布式为___________ 。
(2)铁系元素能与CO形成、等金属羰基化合物。已知室温时为浅黄色液体,沸点103℃,则中含有的化学键类型包括___________。
(3)以甲醇为溶剂,可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如下所示)。
①色胺酮分子中所含元素(C、N、O)第一电离能由小到大的顺序为___________ 。
②色氨酮分子中C原子的杂化类型为___________ 。
③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子,CH3OH是通过___________ (填作用力)与色胺酮钴配合物相结合。
(4)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为___________ ,微粒之间存在的作用力是___________ 。
(5)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为;B为;C为。则D原子的坐标参数为___________ 。
②晶胞参数,用于描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数(棱长),其密度为___________ g∙cm−3 (列出计算式即可,设NA为阿伏加德罗常数)。
(1)基态Co原子的核外电子排布式为
(2)铁系元素能与CO形成、等金属羰基化合物。已知室温时为浅黄色液体,沸点103℃,则中含有的化学键类型包括___________。
A.共价键 | B.离子键 | C.金属键 | D.配位键 |
①色胺酮分子中所含元素(C、N、O)第一电离能由小到大的顺序为
②色氨酮分子中C原子的杂化类型为
③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子,CH3OH是通过
(4)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为
(5)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为;B为;C为。则D原子的坐标参数为
②晶胞参数,用于描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数(棱长),其密度为
更新时间:2022-09-25 14:58:38
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【推荐1】磷酸亚铁锂()电池是新能源汽车的动力电池之一,工作原理为LiFePO4+C=LixC+Li1-xFePO4。回答下列问题:
(1)下列关于Li原子电子排布图表示的状态中,能量最高的为___ (填标号)。
a.
b.
c.
d.
(2)LiFePO4中PO的空间构型为___ ,与其互为等电子体的分子有___ (填一种即可)。
(3)卤素与磷可形成多种磷化物PF3、PCl3、PBr3、PI3,则他们的熔点由高到低的顺序为___ ,键角由小到大的顺序为___ 。
(4)在元素周期表中,氮元素分别与磷、氧相邻,在N、O、P中,第一电离能最大的是___ (填元素符号),判断依据是___ 。
(5)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为金刚石晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0.5,0,0.5);C为(0.5,0.5,0)。则D原子的坐标参数为__ 。
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知金刚石的晶胞参数a=xnm,其密度为__ g∙cm−3(用含x的式子表示)。
(1)下列关于Li原子电子排布图表示的状态中,能量最高的为
a.
b.
c.
d.
(2)LiFePO4中PO的空间构型为
(3)卤素与磷可形成多种磷化物PF3、PCl3、PBr3、PI3,则他们的熔点由高到低的顺序为
(4)在元素周期表中,氮元素分别与磷、氧相邻,在N、O、P中,第一电离能最大的是
(5)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为金刚石晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0.5,0,0.5);C为(0.5,0.5,0)。则D原子的坐标参数为
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知金刚石的晶胞参数a=xnm,其密度为
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【推荐2】由于铁氮化合物具有非常优异的磁性能、机械性能和耐腐蚀性,受到研究人员的广泛关注。γˊ−Fe4N是一种性能优异的铁氮化合物,其可由氨气与羰基铁粉[Fe(CO)5]反应得到。
(1)Fe变为Fe2+时是失去___________ 轨道电子,Fe3+价层电子排布图为___________ 。
(2)氨气中N的杂化类型是___________ ,NH3中H−N−H的键角比NH4+中H−N−H的键角___________ (填“大”或“小”),理由是___________ 。
(3)与CO中均存在化学键的类型有___________ (填标号)。
A.离子键 B.氢键 C.配位键 D.共价键 E.金属键
(4)羰基铁粉[Fe(CO)5]中铁元素的配位数是___________ ,配位原子为___________ 。
(5)氨气与羰基铁粉的反应中涉及元素电负性由大到小的顺序为___________ 。
(6)γ−Fe4N的晶胞如图所示,设晶胞中Fe1点的原子坐标为(0,0,0),N点的原子坐标为(,,),则Fe2点的原子坐标为___________ 。已知该晶体的密度为dg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞参数a为___________ nm(用含d和NA的代数式表示)。
(1)Fe变为Fe2+时是失去
(2)氨气中N的杂化类型是
(3)与CO中均存在化学键的类型有
A.离子键 B.氢键 C.配位键 D.共价键 E.金属键
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(5)氨气与羰基铁粉的反应中涉及元素电负性由大到小的顺序为
(6)γ−Fe4N的晶胞如图所示,设晶胞中Fe1点的原子坐标为(0,0,0),N点的原子坐标为(,,),则Fe2点的原子坐标为
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【推荐3】研究发现,在低压合成甲醇的反应()中,钴氧化物负载的锰氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:
(1)基态原子的价电子排布式为___________ 。
(2)基态原子核外一共有___________ 种不同运动状态的电子。
(3)和分子中原子的杂化类型分别为___________ 和___________ 。
(4)是制备上述反应催化剂的原料,的空间构型为___________ ,与互为等电子体的分子为___________ (任写一种)。
(5)在、、三种物质中,沸点从高到低的顺序为___________ ,原因是___________ 。
(6)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂,其组成为固溶体。四方晶胞如图所示。离子在晶胞中的配位数是___________ ,晶胞参数为、、,该晶体密度为___________ (写出表达式即可)。在中掺杂少量后形成的催化剂,化学式可表示为,则y=___________ (用含x的代数式表达)。
(1)基态原子的价电子排布式为
(2)基态原子核外一共有
(3)和分子中原子的杂化类型分别为
(4)是制备上述反应催化剂的原料,的空间构型为
(5)在、、三种物质中,沸点从高到低的顺序为
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【推荐1】硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子N的合成路线如下:
(1)H2Se的沸点低于H2O,其原因是___________ 。
(2)关于I~Ⅲ三种反应物,下列说法正确的有___________ 。
A. I中仅有σ键 B. I中的 Se-Se为非极性共价键
C. Ⅱ易溶于水 D. Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2
E. I~Ⅲ含有的元素中,O电负性最大
(3)Ⅳ中具有孤电子对的原子有___________ 。
(4)研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。的空间结构为___________ 。
(5)吡啶( )替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大键,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据___________(填标号)。
(6)、 、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是___________ 。
(1)H2Se的沸点低于H2O,其原因是
(2)关于I~Ⅲ三种反应物,下列说法正确的有
A. I中仅有σ键 B. I中的 Se-Se为非极性共价键
C. Ⅱ易溶于水 D. Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2
E. I~Ⅲ含有的元素中,O电负性最大
(3)Ⅳ中具有孤电子对的原子有
(4)研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。的空间结构为
(5)吡啶( )替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大键,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据___________(填标号)。
A.2s轨道 | B.2p轨道 | C.sp杂化轨道 | D.sp2杂化轨道 |
(6)、 、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是
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解答题-工业流程题
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【推荐2】碳酸锂(Li2CO3)微溶于水 、稀酸, 其溶解度随温度的升高而降低,不溶于C2H5OH,医学上可用其治疗精神忧郁症。以钴酸锂废料(主要含有LiCoO2,难溶于水,还含有少量Al2O3)为原料制备Co(OH)2及Li2CO3的工艺流程如图所示。
(1)“酸浸还原”时得到的溶液中阴离子主要为 ,的空间构型为___________ ,LiCoO2发生反应的离子方程式为___________ 。
(2)“滤渣1”中含有少量 Co(OH)2,原因为___________ 。
(3)常温下[Ksp[Co(OH)2]=1.0×10−15,当c(Co2+ )= 10−5 mol·L−1时视作“沉钴”完全,此时溶液的pH=___________ ;Co(OH)2久置于空气中转化为棕色的Co(OH)3,化学方程式为 ___________ 。
(4)“沉锂”所得的溶液中主要含有硫酸钠,则试剂X为___________ (填化学式)溶液。
(5)“系列操作”为蒸发浓缩、___________ 、洗涤、 干燥,洗涤时所用到的玻璃仪器为烧杯、漏斗、___________ 。
回答下列问题:
(1)“酸浸还原”时得到的溶液中阴离子主要为 ,的空间构型为
(2)“滤渣1”中含有少量 Co(OH)2,原因为
(3)常温下[Ksp[Co(OH)2]=1.0×10−15,当c(Co2+ )= 10−5 mol·L−1时视作“沉钴”完全,此时溶液的pH=
(4)“沉锂”所得的溶液中主要含有硫酸钠,则试剂X为
(5)“系列操作”为蒸发浓缩、
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解答题-结构与性质
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【推荐3】硒()是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光()效应以来,在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含的新型分子的合成路线如下:(1)与S同族,基态硒原子价电子排布式为_______ 。
(2)的沸点低于,其原因是_______ 。
(3)关于I~III三种反应物,下列说法正确的有_______ 。
A.I中仅有键
B.I中的键为非极性共价键
C.II易溶于水
D.II中原子的杂化轨道类型只有与
E.I~III含有的元素中,O电负性最大
(4)IV中具有孤对电子的原子有_______ 。
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为_______ (填“>”或“<”)。研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠()可减轻重金属铊引起的中毒。的立体构型为_______ 。
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图1,沿x、y、z轴方向的投影均为图2。①X的化学式为_______ 。
②设X的最简式的式量为,晶体密度为,则X中相邻K之间的最短距离为_______ (列出计算式,为阿伏加德罗常数的值)。
(2)的沸点低于,其原因是
(3)关于I~III三种反应物,下列说法正确的有
A.I中仅有键
B.I中的键为非极性共价键
C.II易溶于水
D.II中原子的杂化轨道类型只有与
E.I~III含有的元素中,O电负性最大
(4)IV中具有孤对电子的原子有
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图1,沿x、y、z轴方向的投影均为图2。①X的化学式为
②设X的最简式的式量为,晶体密度为,则X中相邻K之间的最短距离为
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【推荐1】2020年12月17日凌晨1时59分,“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回目标,标志着我国航天事业迈出了一大步。带回的月壤中包含了H、O、N、Al、S、Cd、Zn、Ti、Cu、Au、Cr、Ga、As、Se等多种元素。回答下列问题:
(1)基态Cu原子核外电子所占据的最高能层符号为_______ ,和都是离子晶体,熔点较高的是_______ 。
(2)向盛有CuSO4溶液的试管中滴加少量氨水,现象是_______ ,离子反应方程式为_______ ;继续滴加氨水至过量得到深蓝色溶液;再加入乙醇后,析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4H2O 。其中1mol配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有δ键数目为_______ ;配体为_______ 。
(3)已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图所示,该阳离子的化学式为____ ,阴离子的空间构型为____ 。
(4)氮(N)、镓(Ga)合金由于其良好的电学传导和光学透明性被广泛用于薄膜太阳能电池领域,氮化镓晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。
①晶胞中与N原子相邻且最近的Ga原子个数为_______ 。
②以晶胞边长为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置,称作原子分数坐标。A原子坐标为(0,,),则B原子坐标为_______ 。
③若NA为阿伏加德罗常数的值,GaN晶胞中Ga原子之间最短的核间距离是a pm,则GaN晶体的密度为_______ g.cm-3。(只列算式,不用计算结果)
(1)基态Cu原子核外电子所占据的最高能层符号为
(2)向盛有CuSO4溶液的试管中滴加少量氨水,现象是
(3)已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图所示,该阳离子的化学式为
(4)氮(N)、镓(Ga)合金由于其良好的电学传导和光学透明性被广泛用于薄膜太阳能电池领域,氮化镓晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。
①晶胞中与N原子相邻且最近的Ga原子个数为
②以晶胞边长为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置,称作原子分数坐标。A原子坐标为(0,,),则B原子坐标为
③若NA为阿伏加德罗常数的值,GaN晶胞中Ga原子之间最短的核间距离是a pm,则GaN晶体的密度为
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【推荐2】晶体世界丰富多彩,复杂多样,各类晶体具有不同的结构特点,决定着他具有不同的性质和用途,回答下列问题:
(1)可写成,其结构示意图如下图,则硫酸铜晶体中的配位数为___________ ,中配位原子是___________ 。(2)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物,N原子部分填充在原子立方晶格的八面体空隙中,晶胞结构如图所示。氮化钼的化学式为___________ ,原子周围与之等距离的原子个数为___________ 。
(3)氮化镓是新型半导体材料,其晶胞结构可看作金刚石晶胞(如图1)内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被原子代替。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。下图2为沿y轴投影的氮化镓晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为,则原子2和4的原子分数坐标为___________ 、___________ 。(4)硫化锌是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。硫化锌晶体密度为代表阿伏加德罗常数的值,则的晶胞中的配位数为___________ ;和之间的最短核间距(x)为___________ (用代数式表示)。
(1)可写成,其结构示意图如下图,则硫酸铜晶体中的配位数为
(3)氮化镓是新型半导体材料,其晶胞结构可看作金刚石晶胞(如图1)内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被原子代替。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。下图2为沿y轴投影的氮化镓晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为,则原子2和4的原子分数坐标为
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【推荐3】已知A、B、C、D、E、F是前四周期的核电荷数依次增大主族元素,A的最外层电子数是其电子层数的2倍,C、D同一主族,D元素原子M层有两对成对电子,E在前四周期主族元素中原子半径最大,F的基态原子中有4个未成对电子。
(1)基态Fe2+的电子排布式是_____ 。
(2)B、C、D的第一电离能由大到小的顺序是_____ 。(填字母对应的元素符号)
(3)BC离子的空间构型为_____ 。
(4)某F的配合物化学式是[F(H2O)5Cl]Cl2·H2O,与中心F3+的形成配位键的原子或离子是_____ 。
(5)F(AC)5常温下是一种浅黄色液体,熔点-20℃,不溶于水、易溶于苯。
每个AC分子与F原子间均有1个配位键。
①1 mol F(AC)5中所含σ键的数目为_____ 。
②F(AC)5分子的结构可能为下图中的_____ (填“甲”或“乙”)
(6)由A、B、E、F元素形成的一种蓝色晶体,其晶体结构示意图如图丙所示(图中E的离子未画出)。该蓝色晶体的化学式为_____ 。
(1)基态Fe2+的电子排布式是
(2)B、C、D的第一电离能由大到小的顺序是
(3)BC离子的空间构型为
(4)某F的配合物化学式是[F(H2O)5Cl]Cl2·H2O,与中心F3+的形成配位键的原子或离子是
(5)F(AC)5常温下是一种浅黄色液体,熔点-20℃,不溶于水、易溶于苯。
每个AC分子与F原子间均有1个配位键。
①1 mol F(AC)5中所含σ键的数目为
②F(AC)5分子的结构可能为下图中的
(6)由A、B、E、F元素形成的一种蓝色晶体,其晶体结构示意图如图丙所示(图中E的离子未画出)。该蓝色晶体的化学式为
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解题方法
【推荐1】治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体,受热不稳定,易溶于乙醇和乙醚。按要求回答下列问题。
(1)测定晶体结构最常用的方法是_______ ,经计算等过程得出其晶胞(长方体,棱长分别为a nm、b nm、c nm,含4个青蒿素分子)及分子结构如下图甲所示。
①测定其分子的相对分子质量为282,其物理方法是_______ 。
②晶体的密度为_______ (阿伏加德罗常数的值设为;列出表达式)。
(2)青蒿素结构的修饰:一定条件下,用将青蒿素选择性反应,结构修饰为双氢青蒿素(如上图乙)。青蒿素结构修饰发生的反应类型为_______ ,其过程中杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为_______ 。
(1)测定晶体结构最常用的方法是
①测定其分子的相对分子质量为282,其物理方法是
②晶体的密度为
(2)青蒿素结构的修饰:一定条件下,用将青蒿素选择性反应,结构修饰为双氢青蒿素(如上图乙)。青蒿素结构修饰发生的反应类型为
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解答题-实验探究题
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【推荐2】铁及其化合物在生活、生产中有着广泛应用。(易升华,易水解)是常见的化学试剂,某学习小组开展了与相关的系列实验,请回答下列问题:
I.铁粉制备(实验装置如图所示)
(1)基态的电子排布式为_________ 。A中实验室制备的离子方程式为_________ ;
(2)装置中F的作用:________ ;
Ⅱ.在水溶液中能够水解产生胶团从而具有净水作用。
(3)胶团如图所示,在静电吸附作用下,胶团可以除去废水中含价的砷微粒是___ 。(已知:价砷元素存在形式为)
(4)为探究和添加助凝剂对净水效果的影响,①实验小组选取一种含价的砷微粒废液进行探究实验,请将下列表格内容补充完整 。已知:净水效果可用相同时间内废液中含价的砷微粒变化来衡量。废液中砷微粒越高,代表废液污染越严重。
②实验结论一:通过1、2、3组实验,发现随着增大,净水效果依次增强。减小,净水效果减弱的原因是_________ 。
③实验结论二:添加助凝剂能够显著提高净水效果。该实验结论成立的判断依据是_________ 。(用表中数据表示)
Ⅲ.
(5)①可与噻吩()和吡咯()形成配位化合物。噻吩、吡咯是类似于苯的芳香化合物,环中的五个原子形成了大键。噻吩难溶于水,吡咯能溶于水,原因是吡咯能与水形成分子间_________ ,而噻吩不能。
②一个立方体结构的晶胞如图所示,已知阿伏加德罗数值为,的晶体密度为,则晶胞的边长为_________ (用含、的代数式表示)。
I.铁粉制备(实验装置如图所示)
(1)基态的电子排布式为
(2)装置中F的作用:
Ⅱ.在水溶液中能够水解产生胶团从而具有净水作用。
(3)胶团如图所示,在静电吸附作用下,胶团可以除去废水中含价的砷微粒是
(4)为探究和添加助凝剂对净水效果的影响,①实验小组选取一种含价的砷微粒废液进行探究实验,请将下列表格内容
组别 | 废液体积 | 饱和溶液用量 | 添加的助凝剂 | 净水前砷微粒浓度 | 净水后砷微粒浓度 | |
1 | 1.0 | 2滴 | 无 | Al | B1 | |
2 | 2.0 | 2滴 | A2 | B2 | ||
3 | 2滴 | A3 | B3 | |||
4 | 3.0 | 2滴 | 有 | A4 | B4 |
③实验结论二:添加助凝剂能够显著提高净水效果。该实验结论成立的判断依据是
Ⅲ.
(5)①可与噻吩()和吡咯()形成配位化合物。噻吩、吡咯是类似于苯的芳香化合物,环中的五个原子形成了大键。噻吩难溶于水,吡咯能溶于水,原因是吡咯能与水形成分子间
②一个立方体结构的晶胞如图所示,已知阿伏加德罗数值为,的晶体密度为,则晶胞的边长为
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【推荐3】镧()、硼、钴及铟等形成的晶体用途非常广泛。回答下列问题:
(1)镧是一种稀土元素,稀土元素共有_____ 种。
(2)下列原子的电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为____ 、____ 。(填标号)
(3)钴位于元素周期表第_______ 周期_______ 族。
(4)由与形成的化合物其晶胞结构如图(a)所示,由镧构成的晶体八面体空隙由六个硼原子构成的正八面体占据,该化合物的化学式为_______ 。
(5)由,及形成的合金的晶胞如图(b)所示,该晶胞中有______ 个原子(均位于面上),晶胞为长方体,底边边长均为,高为,则该合金的密度为_______ (填表达式)。
(1)镧是一种稀土元素,稀土元素共有
(2)下列原子的电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为
(3)钴位于元素周期表第
(4)由与形成的化合物其晶胞结构如图(a)所示,由镧构成的晶体八面体空隙由六个硼原子构成的正八面体占据,该化合物的化学式为
(5)由,及形成的合金的晶胞如图(b)所示,该晶胞中有
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