Question

金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛．

（1）基態(tài)Ni原子的價電子（外圍電子）排布式為

 

；
（2）金屬鎳能與CO形成配合物Ni（CO）₄，寫出與CO互為等電子體的一種分子和一種離子的化學(xué)式

 

、

 

；
（3）很多不飽和有機(jī)物在Ni催化下可與H₂發(fā)生加成反應(yīng)．如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO其中碳原子采取sp²雜化的分子有

 

（填物質(zhì)序號），HCHO分子的立體結(jié)構(gòu)為

 

形；
（4）Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為69pm和78pm，則熔點(diǎn)NiO

 

FeO（填“＜”或“＞”）；
（5）金屬鎳與鑭（La）形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示．該合金的化學(xué)式為

 

；
（6）NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體類似，其晶胞的棱長為a cm，則該晶體中距離最近的兩個陽離子核間的距離為

 

cm（用含有a的代數(shù)式表示）．在一定溫度下NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”（如圖2），可以認(rèn)為氧離子作密置單層排列，鎳離子填充其中，列式并計(jì)算每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量

 

g/m²（氧離子的半徑為1.40×10^-10m，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）先寫出基態(tài)原子核外電子排布式，再寫出價電子排布式；
（2）等電子體中原子數(shù)相同、價電子數(shù)相同；
（3）根據(jù)碳原子含有的σ鍵和孤電子對判斷碳原子采取的雜化方式； 根據(jù)價層電子對互斥理論判斷甲醛的空間構(gòu)型；
（4）影響離子晶體熔點(diǎn)的因素有離子半徑和電荷；
（5）利用均攤法計(jì)算晶胞中含有的原子數(shù)；
（6）根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為

a

2

，距離最近的兩個陽離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的

2

倍，根據(jù)圖片知，每個氧化鎳所占的面積=2×1.40×10^-10m×2×1.40×10^-10m×sin60°，每個氧化鎳的質(zhì)量為

74.7

NA

g，每個氧化鎳的質(zhì)量乘以每平方米含有的氧化鎳個數(shù)就是每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量．

解答： 解：（1）核外電子排布為[Ar]3d⁸4s²，則價電子排布式是3d⁸4s²，故答案為：3d⁸4s²；
（2）CO含有2個原子14個電子，所以CO互為等電子體的一種分子和一種離子的化學(xué)式為：N₂、CN^-（或O₂²⁺、C₂^2-、NO⁺），故答案為：N₂；CN^-；
（3）①CH₂=CH₂中每個碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化，故正確；
②HC≡CH中每個碳原子含有2個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp雜化，故錯誤；
③中每個碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化，故正確；
④HCHO中碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化，故正確；
HCHO中碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以其空間構(gòu)型是平面三角形；
故答案為：①③④； 平面三角；  
（4）影響離子晶體熔點(diǎn)的因素有離子半徑和電荷，相同電荷時，離子半徑越小，熔點(diǎn)越高，鎳離子半徑小于亞鐵離子半徑，所以氧化鎳熔點(diǎn)高于氧化亞鐵熔點(diǎn)，
故答案為：＞；
（5）該晶胞中含La原子個數(shù)=8×

1

8

=1，含有Ni=1+8×

1

2

=5，所以其化學(xué)式為LaNi₅或Ni₅La，故答案為：LaNi₅或Ni₅La；
（6）根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為

a

2

，距離最近的兩個陽離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的

2

倍，所以其距離

2

2

acm，由圖可知，每個氧化鎳所占的面積=2×1.40×10^-10m×2×1.40×10^-10m×sin60°，則每平方米含有的氧化鎳個數(shù)=

1

(2×1.40×10 -10) 2sin60°

，每個氧化鎳的質(zhì)量為

74.7

NA

g，
所以每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量=

74.7

NA

g×

1

(2×1.40×10 -10) 2sin60°

=

74.7

6.02×1023×(2×1.40×10-10)2Sin600

=1.8×10-3，
故答案為：

2

2

a；

74.7

6.02×1023×(2×1.40×10-10)2Sin600

=1.8×10-3．

點(diǎn)評：本題考查了配合物的成鍵情況、價電子的排布式等知識點(diǎn)，難度不大，明確配位鍵是由提供孤電子對的原子指向提供空軌道的原子，計(jì)算是物質(zhì)結(jié)構(gòu)晶體部分的難點(diǎn)．