Question

【題目】金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛。請回答下列問題：

(1)鎳元素基態(tài)原子的價電子排布式為________；3d能級上的未成對的電子數(shù)為________。

(2)硫酸鎳溶于氨水形成藍色溶液，中配體的空間構型是________，陰離子的空間立體構型是________。

(3)NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO________FeO(填“”或“”)。

(4)元素銅與鎳的第二電離能分別為：I(Cu)=1959kJ/mol，I(Ni)=1753kJ/mol，I(Cu)> I(Ni)的原因是________。

(5)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結構示意圖如圖甲所示。該合金的化學式為________。

(6)丁二酮肟常用于檢驗Ni2+：在稀氨水中，丁二酮肟與Ni2+反應生成鮮紅色沉淀，其結構如圖乙所示。該結構中，除共價鍵外還存在配位鍵和氫鍵。請在圖中用“→”和“…”表示出配位鍵和氫鍵。(提示：Ni2+的配位數(shù)為4)________。

(7)某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖丙所示。若合金的密度為dg·cm-3，晶胞參數(shù)a=________nm。

Answer 1

【答案】 2 三角錐形 正四面體 Cu+失去的是全充滿的3d10電子，Ni+失去的是3d84s1上的4s1電子，Cu+的核外電子排布更穩(wěn)定，失去第二個電子更難，所以銅的第二電離能高于鎳的第二電離能 LaNi5

【解析】

(1)Ni元素為28號元素，根據(jù)核外電子排布分析價電子排布和3d能級上的未成對的電子數(shù)；

(2)根據(jù)價層電子對互斥理論判斷空間構型；

(3)離子晶體的晶格能越大，熔沸點越高；

(4)能級全滿、半滿、全空更穩(wěn)定，更不容易失去電子；

(5)根據(jù)均攤法判斷化學式；

(6)配位鍵一方提供空軌道，一方提供孤電子對；氫鍵是氫原子先與電負性大的原子形成共價鍵，再與電負性大半徑小的原子靠近形成的分子間或分子內(nèi)的作用力；

(7)根據(jù)均攤法確定晶胞內(nèi)各原子的數(shù)目，確定晶胞的質量，再根據(jù)計算晶胞參數(shù)；

(1)基態(tài)Ni原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d84s2，所以其價電子排布為3d84s2，3d能級上有2個未成對電子；

(2)配體為NH3，其價層電子對數(shù)為=4，有一對孤電子對，所以空間構型為三角錐形；陰離子為SO，其價層電子對數(shù)為=4，不含孤電子對，所以空間構型為正四面體；

(3)根據(jù)題意可知Ni2+半徑小于Fe2+，所帶電荷數(shù)相同，所以NiO中離子鍵更強，晶格能更大，所以熔點NiO>FeO；

(4)Cu+失去的是全充滿的3d10電子，Ni+失去的是3d84s1上的4s1電子，Cu+的核外電子排布更穩(wěn)定，失去第二個電子更難，所以銅的第二電離能高于鎳的第二電離能；

(5)根據(jù)均攤法Ni原子的個數(shù)為=5，La原子的個數(shù)為=1，所以化學式為LaNi5；

(6)根據(jù)提示Ni2+的配位數(shù)為4，其周圍有4個N原子和4個C原子，根據(jù)C原子的成鍵方式可知其不含孤電子對，不能作為配原子，而每個N原子都有一對孤電子對，可以作配原子，所以Ni2+提供空軌道，N原子提供孤電子對形成配位鍵；O原子電負性較大，與其附近的氫原子可以形成氫鍵，示意圖為；

(7)根據(jù)均攤法，晶胞中Ni原子的數(shù)目為=1，Cu原子的個數(shù)為=3，所以晶胞的質量m=，晶胞體積V=a3nm3，則密度為=dg·cm-3=d×10-21g·nm-3，解得a=nm。