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铁基超导：不断突破温度极限
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　　1986年，科学家发现了第一种高温超导材料——镧钡铜氧化物。自那以后，铜基超导材料一直是全世界物理学家的研究热点。
　　2008年，日本科学家发现，氟掺杂镧氧铁砷化合物在临界温度26开尔文（K）（零下247℃）时，即具有超导特性。一个月后，中国科技大学陈仙辉领导的科研小组和中国科学院物理研究所的王楠林领导的科研小组又几乎同时报道，氟掺杂钐（铈）氧铁砷化合物的临界温度突破了常规超导体40K的极限。紧接着物理所的赵忠贤领导的研究小组又将临界温度提高到55K（零下218℃）。
　　这一发现实现了高温超导基础研究领域有了新的突破，为新型高温超导研究指明了一个新的方向，物理所研究员丁洪表示，铁基高温超导材料的出现，也印证了一句话：在科学研究上总有出其不意的惊喜。
　　正是这份惊喜，结束了过去20多年来铜氧化合物高温超导材料一统高温超导材料江山的局面。铁基高温超导材料可以不用氧，甚至只需要两个元素；当然，它也有一定的限制，如铜氧化合物的高温超导温度已达138K，而铁基超导温度仅为55K，两者之间差距仍较大，而转变温度应是越高越好。
　　面对超导材料对温度的要求和限制，科学家将发现和研究更高临界温度的高温超导材料并将其提高到一个新的水平、甚至达到室温超导，定做物理学学者下一个竞攀的高峰。
　　点评：
　　中国科学院物理研究所研究员 丁洪
　　铁基高温超导材料具有潜在应用性，但该发现的最大意义体现为基础研究上的突破。铁基和铜基新老两类高温超导材料的超导机制是否一样？正如诺贝尔奖获得者、美国普林斯顿大学教授菲利普·安德森所指出，假如不一样，就意味着这种材料的发现比预想的要重要得多，也许能从中发现全新的超导机制。因此在铁基超导材料发现后的4年中，科学家将大部分精力放在其超导机制的研究中，其中超导电子波函数的对称性又是解决超导机制最重要的一环。我国科学家在这方面做出了世界一流的工作，例如我们研究小组利用角分辨光电子能谱技术发现了铁基超导体中依赖费米面无节点的超导能隙(见附图)。我国除了在铁基超导的探索中取得了一系列令人瞩目的成就，在其超导机制的实验和理论研究中都处在世界领先的地位，我们也期待着中国科学家在高温超导机制的重大问题上取到突破性的成果。
编辑：罗伯特
高清图集赏析（1）[Ar]3d6（2分） （2）F＞O＞As（1分）（3）①ad（2分，漏选扣1分，错选不得分） ②sp（1分）& 1:1（1分）（4）FeF3为离子晶体，FeCl3为分子晶体（2分，答案合理即可得分）（5）①ac（2分，漏选扣1分，错选不得分）&②Ti4CN3（2分）试题分析：（1）亚铁离子的核外电子数是24，因此根据核外电子的排布规律可知，基态Fe2+的核外电子排布式为[Ar]3d6。（2）非金属性越强，电负性越大，则根据元素周期律可知氟、氧、砷三种元素中电负性值由大到小的顺序是F＞O＞As。（3）①(NH4)3FeF6是离子化合物，存在的微粒间作用力除共价键外还有离子键，另外还有配位键，即N和H、Fe与F之间存在配位键，答案选ad。②已知SCN一中各原子最外层均满足8电子稳定结构，则碳元素分别与S以及N元素形成1个双键，不存在孤对电子，因此C原子的杂化方式为sp杂化；由于单键都是键，双键是由1个键与1个键构成的，则该原子团中键与个数的比值为1:1。（4）FeCl3晶体易溶于水、乙醇，用酒精灯加热即可气化，这说明氯化铁形成的晶体是分子晶体，而FeF3晶体熔点高于1000oC，这说明氟化铁形成的晶体类型是离子晶体，因此两种化合物熔点差异较大的原因是FeF3为离子晶体，FeCl3为分子晶体。（5）①a．非金属性越强，氢化物的稳定性越强，因此三种氢化物的稳定性逐渐降低，a正确；b．由于氨气分子间存在氢键，因此氨气的沸点最高，b不正确；c ．非金属性越强与氢元素形成的共价键越强，键能越大，因此R—H键能虽原子序数的增大而减小，c正确；d．三种氢化物生成的晶体均是分子晶体，分子间作用力随相对分子质量的增加而增大，d不正确，答案选ac。②根据晶胞的结构特点并依据均摊法可知，晶胞中含有的碳原子数是8×＝1，氮原子数6×＝3，钛原子数是12×+1＝4，所以化学式为Ti4CN3。
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科目：高中化学
来源：不详
题型：填空题
2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家，以表彰他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献。可以用量子化学计算小区间内（如光合作用叶绿体光反应时酶中、生物固氮时固氮酶中）的化学反应。（1）固氮酶有由铁蛋白和钼铁蛋白两种，它们不仅能够催化N2还原成NH3以外，还能将环境底物乙炔催化还原成乙烯，下列说法正确的有&&&&&&&&&&&&&&&（不定项选择）。a.C2H2、C2H4都是非极性分子b.碳负离子CH3－呈三角锥形c.NO+电子式为d.NH3沸点比N2高，主要是因为前者是极性分子（2）钒可合成电池电极也可人工合成的二价钒（V）固氮酶（结构如下图）。①V2+基态时核外电子排布式为&&&&&&&&&&&&&&&。②钒固氮酶钒的配位原子有&&&&&&&&&&&&&&&&(写元素符号)。③熔融空气电池钒硼晶体晶胞结构如下图所示，该晶胞中含有钒原子数目为&&&&&&&&&&&&&&&。（3）烟酰胺（结构式如图）可用于合成光合辅酶NADPH，烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有&&&&&&&&&&&&&&&，1mol该分子中含σ键数目为&&&&&&&&&&&&&&&。
科目：高中化学
来源：不详
题型：填空题
Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据列于下表：回答下列问题：（1）Mn元素价电子的电子排布式为&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fen再失去一个电子难。其原因是&&&&&&&&&&&&&&&。（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是&&&&&&&&&&&&。②络离子[Fe(CN)6]4-的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是&&&&&&&&&&&，写出一种与 CN-互为等电子体的单质分子的电子式&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。（3）三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，在300℃以上升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为&&&&&&&&&&&&&&&&。（4）金属铁晶体在不同的温度下有两种堆积方式，如图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为&&&&&&&&&&&&&。
科目：高中化学
来源：不详
题型：填空题
氮、磷、砷是同族元素，该族元素单质及其化合物在农药、化肥生产等方面有重要应用。请回答下列问题：（1）砷原子的核外电子排布式为_____________________________________。（2）K3[Fe（CN）6]晶体中Fe3＋与CN－之间的键型为________，该化学键能够形成的原因是______________________________________________________。（3）NH4＋中氮原子的杂化类型为________，NH4＋的空间构型为________。（4）已知：&CH4SiH4NH3PH3沸点（K）101.7161.2239.7185.4分解温度（K）8737731 073713.2&分析上表中四种物质的相关数据，请回答：CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，沸点高低的原因是___________________________________________________________________________。CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，分解温度高低的原因是_________________________________________________________________________。结合上述数据和规律判断，一定压强下HF和HCl的混合气体降温时________先液化。（5）电负性（用X表示）也是元素的一种重要性质，下表给出8种元素的电负性数值：元素NaMgAlSiPSClK电负性0.91.21.51.82.12.53.00.8&请回答下列有关问题：估计钙元素的电负性的取值范围：________&X&________。经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。试推断AlCl3中形成的化学键的类型及其理由：__________________________。
科目：高中化学
来源：不详
题型：填空题
由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成某配位化合物X，其原子个数比为14:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，E元素的外围电子排布为（n-l）dn+61Ns1，回答下列问题。（1）该配位化合物X的化学式为&&&&&&&&&&&&&。（2）元素B、C、D的第一电离能的由小到大排列顺序为&&&&&&&&&。（用元素符号表示）（3）D元素原子的最外层电子轨道表示式为________&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。（4）C元素可与A元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1:1和l:2，两种化合物可任意比互溶，解释其主要原因为&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。（5）碳铂是一种含BA3分子的具有抗癌活性的金属配合物，碳铂的结构如下图：其中碳原子的杂化方式有____&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。碳铂中含有的作用力有&&&&&&&&&&&&&&&&&&（填字母）。A．共价键B．配位键C．金属键D．键E．键（6）A元素与E元素可形成一种红色离子化合物Y，其原子个数比为1：1，该化合物Y可与稀硝酸反应，生成一种蓝色溶液和两种无色气体（其中一种为A元素的单质），写出该反应的化学方程式&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。单质E的晶胞如图所示，若设该晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NA，单质E的摩尔质量为Mg/mol，则表示该晶胞密度的计算式为p=&&&&&&&g/cm3。
科目：高中化学
来源：不详
题型：推断题
卤族元素的单质和化合物很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解（1）卤族元素位于周期表的_________区；溴的价电子排布式为______________（2）在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在。使氢氟酸分子缔合的作用力是_______（3）请根据下表提供的第一电离能数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是___&氟氯溴碘铍第一电离能（kJ/mol）1681125111401008900&（4）已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6（）和HIO4，前者为五元酸，后者为一元酸。请比较二者酸性强弱:H5IO6_____HIO4&（填“＞”、 “＜”或“＝”）（5）已知ClO2-为角型，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为___________，写出CN-的等电子体的分子式__________（写出1个）（6）如图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是_____________A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形&&成层结构B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力（7）已知CaF2晶体（见图）的密度为ρg/cm3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Ca2+的核间距为a cm，则CaF2的相对分子质量可以表示为___________
科目：高中化学
来源：不详
题型：填空题
太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。完成下列填空：(1)亚铜离子(Cu＋)基态时的电子排布式为________；(2)硒为第四周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为________(用元素符号表示)，用原子结构观点加以解释：________。(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数)，其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成加合物，如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为________，B与N之间形成________键。(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得如图所示的金刚砂(SiC)结构；在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为________。
科目：高中化学
来源：不详
题型：填空题
元素X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。①在1个晶胞中，X离子的数目为________。②该化合物的化学式为________。(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是________。(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是________。(4)Y与Z可形成YZ42-。①YZ42-的空间构型为________(用文字描述)。②写出一种与YZ42-互为等电子体的分子的化学式：________。(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。
科目：高中化学
来源：不详
题型：填空题
2012年12月，我国成功实现歼—15飞机在“辽宁号”航母上的起降实验，建造航母平台和舰载飞机离不开如钛、物质A等材料。请回答下列问题：(1)写出钛基态原子的核外电子排布式：___________________________。(2)已知元素A处于第3周期，其原子的第一至第四电离能数据如表所示：电离能(kJ/mol)I1I2I3I4A7381 4517 73310 540&①A的元素符号为________。②与元素A同周期的电负性最大的元素为________(填元素符号)，该元素能与同周期的另一种非金属元素形成5原子分子，该分子的中心原子采用的杂化方式是________，该分子的空间构型为________。(3)钛镁合金是制造高性能飞机的重要材料。已知钛、镁金属均采用六方最密堆积()，下列说法正确的是________(填序号)。A．用钛镁合金来制造高性能飞机，主要由于其价格昂贵，制造出的飞机能卖个好价钱B．在高温下切割金属钛不会产生任何安全事故C．钛、镁金属晶体中，其配位数均为12D．金属钛的熔点很高(1 668 ℃)，与金属键关系不大(4)钙钛型复合氧化物(如图所示)可用于制造航空母舰中的热敏传感器，该晶体以A原子为晶胞的顶点，A可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B是V、Cr、Mn或Fe时，这种化合物具有很好的电化学性能。用A、B、O表示钙钛型复合氧化物晶体的化学式为________。该用户其他文档中国铁基高温超导研究团队：比拿奖更重要的是贡献
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中新网北京1月10日电 题：中国铁基高温超导研究团队：比拿奖更重要的是贡献
“拿奖既是荣誉，也是负担。拿了奖很不好意思，那么多人做了贡献，我只是替大家拿奖杯”，73岁的中国科学院院士赵忠贤说着，看了看围坐在身边的同伴。
以赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎、方忠为代表的中国科学院物理研究所(以下简称“物理所”)和中国科学技术大学(以下简称“中科大”)研究团队，因在“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”方面有突出贡献，10日在北京获得2013年度国家自然科学一等奖。在此之前，该奖已连续空缺3年。
通过国家科学技术奖励工作办公室了解到，超导是21世纪能源领域战略性的技术储备之一。物理所和中科大研究团队经过长期积累与合作，首次突破麦克米兰极限温度(40K)，确定铁基超导体为新一类高温超导体，为促进凝聚态物理学科发展和超导应用的实现做出了先驱性和开创性的贡献。
然而在受访时提起学科贡献，研究团队便有挥之不去的遗憾。他们说，日本化学家细野秀雄在2008年2月报道临界温度26K的LaFeAsO1-xFx超导体，从时间节点来看确实比中国先行一步。
“当时我们也在进行制备工作，由于种种限制，没能冲上去”，贡献代表之一、常年从事相关工作的超导国家重点实验室SC10研究组组长陈根富懊恼地说，他曾在2007年尝试制备高品质的超导单晶样品。
赵忠贤亦透露，团队早于1994年就开始着手研究类似于铁基超导体的结构，但因未能大胆尝试铁金属而错失良机。“所以当日本学者有所发现时，我们不会再丢失机会，就毫不犹豫地继续做”，他说。
受此精神鼓舞，同时基于20多年的积累，中国铁基超导研究成果逐渐形成“井喷”，其中包括此次得奖的中科大陈仙辉研究组和物理所王楠林研究组——他们同时独立观测到43K和41K的超导转变温度，证明铁基超导体是高温超导体。国际刊物《Science》(科学)撰文称“在凝聚态物理领域，中国已成为一个强国”。
“现在但凡有关铁基超导体的国际会议必有我们团队的人参与，我们每隔几天就会有崭新的成果呈现给学术界”，赵忠贤自豪地说，他们也与美国普林斯顿大学等国外机构开展合作。
此外，铜氧化物高温超导体本已应用于科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学及航空航天等领域，但它们是陶瓷性材料，复杂的制作工艺使其大规模应用受到限制。赵忠贤表示，在工业上更易于制造的铁基超导体势必在上述领域发挥功效，比如改善通话质量、制造计算机芯片、改进磁悬浮列车等。
值得一提的是，物理所早在1989年就曾以“液氮温区氧化物超导体的发现及研究”获得国家自然科学一等奖，赵忠贤也是其中一员。回忆往昔，他感慨因该学科一度遇到瓶颈，致使一批优秀人才无奈离开，“真想让每一位曾从事超导研究的贡献者都得到一枚勋章”。
“如今超导研究重掀热潮，又有一批优秀的年轻人加入科研队伍”，赵忠贤寄语他们能扎扎实实做好本职工作，“安得下心、沉得住气、耐得住寂寞”，让超导研究牢牢扎根中国。
追溯超导研究历史，已有10人获得了5次诺贝尔奖，中新社记者顺势将“诺贝尔奖情结”的话题抛给研究团队。
“我不愿谈这件事”，赵忠贤低声说，他不想基于诺贝尔奖评判工作，“能否拿诺贝尔奖，应该是水到渠成、水涨船高”，更重要的是不断拿出原创高质量工作，不再出现遗憾。
坐在他旁边的获奖者代表之一、物理所研究员方忠也补充道，“科学研究有时跳跃，有时曲折，很难想象一步到位”。他说，团队基于兴趣，为科学发展和社会进步而埋头科研，“拿奖是后期的认可，有了积累自然会得到国际认可”。(完)
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实习生 王薛2015年高考天骄行动-百度文库
距离高考还有
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