Question

【題目】近年來我國科學家發現了一系列意義重大的鐵系超導材料，其中一類為 Fe—S m—As—F—O 組成的化合物。回答下列問題：

(1)元素As與N同族。預測As的氫化物分子的立體結構為____，其氫化物沸點比NH3的__________(填“高”或“低”)， 其判斷理由是________________ 。

(2)Fe成為陽離子時首先失去______軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3+價層電子排布式為____________。

(3)一種四方結構的超導化合物的晶胞如圖 1 所示。晶胞中 Sm 和 As 原子的投影位置如圖2所示。圖中 F- 和 O2-共同占據晶胞的上下底面位置， 若兩者的比例依次用x 和 1— x 代表，則該化合物的化學式表示為___________；通過測定密度ρ和晶胞參數，可以計算該物質的 x 值，完成它們關系表達式：ρ=_______gcm-3。

Answer 1

【答案】三角錐形 低 NH3分子間存在氫鍵 4s 4f5 SmFeAsO1-xFx

【解析】

(1) NH3的立體結構為三角錐形，元素As與N同族，則As的氫化物AsH3分子的立體結構也為三角錐形，NH3分子間能形成氫鍵，AsH3分子間不能形成氫鍵，則AsH3沸點比NH3的低，其判斷理由是NH3分子間存在氫鍵；

(2)Fe價層電子排布式為3d64s2，成為陽離子時,易失去最外層的電子，則首先失去4s軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3+失去了三個電子，先失去最外層兩個，再失去6f的一個，則Sm3+價層電子排布式為4f5；

(3)由圖1可知，晶胞中Sm原子有4個在面心，Fe原子有4個在棱上和1個在體心，As原子有4個在面心，F- 和 O2-有8個在頂點和2個面心，根據均攤法，則含Sm原子：，含Fe原子：，含As原子：，含F- 、 O2-共：，O2-有2(1-x)個，F-有2x，所以該化合物的化學式表示為SmFeAsO1-xFx；根據化學式SmFeAsO1-xFx，一個晶胞的質量為，一個晶胞的體積為a2c×10-30cm3，則密度