Question

【题目】Ni元素在生产、生活中有着广泛的应用。 回答下列问题:

（1）基态Ni原子价层电子的排布式为　____。

（2）科学家在研究金属矿物质组分的过程中,发现了Cu-Ni-Fe等多种金属互化物。确定某种金属互化物是晶体还是非晶体最可靠的科学方法是对固体进行_____。

（3）Ni能与类卤素(SCN)2反应生成Ni(SCN)2。Ni(SCN)2中,第一电离能最大的元素是____;(SCN)2分子中,硫原子的杂化方式是____ ,σ键和π键数目之比为_____。

（4）[Ni(NH3)6](NO3)2中,不存在的化学键为____ (填标号)。

a.离子键　 b.金属键　 c.配位键　 d.氢键

（5）镍合金储氢的研究已取得很大进展。

①图甲是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图。 该合金储氢后,含1molLa的合金可吸附H2的数目为_____。

②Mg2NiH4是一种贮氢的金属氢化物。在Mg2NiH4晶胞中，Ni原子占据如图乙的顶点和面心，Mg2+ 处于乙图八个小立方体的体心。Mg2+位于Ni原子形成的　___ (填“八面体空隙”或“四面体空隙”)。 若晶体的密度为dg/cm3，Mg2NiH4的摩尔质量为Mg/mol，则Mg2+和Ni原子的最短距离为　___ nm(用含d、M、NA 的代数式表示)。

Answer 1

【答案】3d84s2 X射线衍射实验 N sp3杂化 5：4 b 3NA 四面体空隙

【解析】

（1）Ni的原子序数为28，根据能量最低原理可写出电子排布式为1S22S22P63S23P63d84s2或[Ar]3d84s2，则其价电子排布为3d84s2；

（2）确定某种金属互化物是晶体还是非晶体的方法是X射线衍射实验；

（3）一般情况下，非金属性越强，第一电离能越大，但N原子最为层2p轨道为半满稳定状态，第一电离能高于相连元素，所以Ni(SCN)2中，第一电离能最大的元素是N；（SCN）2分子结构简式为N≡C-S-S-C≡N，其中S原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知硫原子的杂化方式为sp3杂化；共价单键为σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，共价三键中含有1个σ键、2个π键，则σ键和π键数目之比为5：4；

（4）[Ni(NH3)6](NO3)2中，NH3与Ni2+之间为配位键；氨气分子之间存在氢键；[Ni(NH3)6]2+与NO3-之间为离子键，不存在金属键，故选b；

（5）①晶胞中La原子数目=8×=1、H2分子数目==3，故含1molLa的合金可吸附H2的物质的量为1mol×3=3mol，数目为3NA；

②Ni原子占据顶点和面心，Mg2+ 处于八个小立方体的体心，所以Mg2+位于Ni原子形成的四面体空隙；

该晶胞中Ni原子个数=8×+6×=4、Mg2+个数为8，根据化学式知，H原子个数为16，所以晶胞的质量为，又已知晶胞的密度为dg/cm3，则晶胞的棱长为 ，根据晶胞结构可知Mg2+和Ni原子的最短距离为晶胞体对角线的，所以最短距离为。