Question

Ti、Fe、Ni、Cu、Zn、La等過渡金屬能形成配合物或化合物與這些金屬原子的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)．

（1）基態(tài)Ni原子的外圍電子排布式為

 

．
（2）CO可以和很多過渡金屬形成配合物，如羰基鐵[Fe（CO）₅]、羰基鎳[Ni（CO）₄]．其中Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe（CO）₅晶體屬于

 

 （填晶體類型）．CO與N₂互為等電子體，與CO互為等電子體的離子為

 

（任寫一種）；
（3）[Cu（NH₃）₄]²⁺具有對稱的空間構(gòu)型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個NH₃被兩個Cl^-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[Cu（NH₃）₄]²⁺的空間構(gòu)型為

 

．
（4）現(xiàn)有含鈦的兩種顏色的晶體，Ti³⁺的配位數(shù)均為6，一種為紫色，一種為綠色，相關(guān)實(shí)驗證明，兩種晶體的組成皆為TiCl₃?6H₂O．為測定這兩種晶體的化學(xué)式，設(shè)計了如下實(shí)驗：
a．分別取等質(zhì)量的兩種配合物晶體的樣品配成待測溶液；
b．分別往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀；
c．沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應(yīng)得到的白色沉淀質(zhì)量為紫色晶體的水溶液反應(yīng)得到沉淀質(zhì)量的2/3．試推斷綠色晶體的化學(xué)式為

 

．
（5）ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛．立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其晶胞邊長為540.0pm，則a位置S^2-與b位置Zn²⁺之間的距離為

 

 pm（列式表示）．
（6）鑭鎳合金有很強(qiáng)儲氫能力，已知鑭鎳合金LaNi_n晶胞如圖2，晶胞體積為9.0×10^-23cm³，儲氫后形成LaNi_nH_4.5合金（氫進(jìn)入晶胞空隙，體積不變），氫在合金中的密度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計算,配合物的成鍵情況

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫；
（2）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷晶體類型；根據(jù)等電子體的定義，只要原子數(shù)目和電子總數(shù)（或價電子總數(shù)）相同就是等電子體；
（3）形成4個配位鍵，具有對稱的空間構(gòu)型，可能為平面正方形或正四面體；
（4）Ti³⁺的配位數(shù)均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀，則配合物的外界有氯離子，兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原紫色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應(yīng)得到的白色沉淀質(zhì)量為綠色晶體的水溶液反應(yīng)得到沉淀質(zhì)量的

3

2

，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子．
（5）每個黑色小球連接4個白色小球，構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，白球和黑球之間的夾角為109°28′，兩個白球之間的距離=270

2

pm，根據(jù)余弦定理計算白球和黑球之間的距離．
（6）晶胞中擁有4.5個H原子，氫在合金中的密度為ρ=

m

V

．

解答： 解：（1）基態(tài)₂₈Ni原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，其價電子排布式為：3d⁸4s²；
故答案為：3d⁸4s²．
（2）Fe（CO）₅常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為-20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，熔沸點(diǎn)降低，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe（CO）₅晶體屬于分子晶體；根據(jù)等電子體的定義，CO的等電子體必須是雙原子分子或離子，且電子總數(shù)相等，如果是陽離子離子，原子序數(shù)之和減去所帶電荷數(shù)值等于電子數(shù)，如：NO⁺，O₂²⁺，如果是陰離子，原子序數(shù)之和加上所帶電荷數(shù)值等于電子數(shù)，如CN^-，C₂^2-；．
故答案為：分子晶體；CN^-．
（3）形成4個配位鍵，具有對稱的空間構(gòu)型，可能為平面正方形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個NH₃被兩個Cl^-取代，只有一種結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)為平面正方形，
故答案為：平面正方形．
（4）Ti³⁺的配位數(shù)均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀，則配合物的外界有氯離子，兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原紫色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應(yīng)得到的白色沉淀質(zhì)量為綠色晶體的水溶液反應(yīng)得到沉淀質(zhì)量的

3

2

，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子，故綠色晶體的化學(xué)式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O，
故答案為：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O．
（5）每個黑色小球連接4個白色小球，構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，白球和黑球之間的夾角為109°28′，兩個白球之間的距離=270

2

pm，設(shè)S^2-離子與Zn²⁺離子之間的距離為x，2x²-2x²cos109°28′=（270

2

）²，x=

(270 2 )2 2(1-COS109°28′)

=

270

1-COS109°28′

pm；
故答案為：

270

1-COS109°28′

．
（6）晶胞中擁有4.5個H原子，氫在合金中的密度為ρ=

m

V

=

4.5×1 6.02×1023

9.0×10-23

=0.083g/cm³，
故答案為：0.083 g?cm^-3．

點(diǎn)評：本題考查了電子排布式、分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、配位鍵、晶胞計算等知識點(diǎn)，是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識的綜合考查，側(cè)重對知識遷移的運(yùn)用、分析解決問題的能力考查，題目難度較大．