Question

金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛．

（1）基态Ni原子的价电子（外围电子）排布式为

 

；
（2）金属镍能与CO形成配合物Ni（CO）₄，写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式

 

、

 

；
（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可与H₂发生加成反应．如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO其中碳原子采取sp²杂化的分子有

 

（填物质序号），HCHO分子的立体结构为

 

形；
（4）Ni²⁺和Fe²⁺的半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO

 

FeO（填“＜”或“＞”）；
（5）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图1所示．该合金的化学式为

 

；
（6）NiO晶体结构与NaCl晶体类似，其晶胞的棱长为a cm，则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为

 

cm（用含有a的代数式表示）．在一定温度下NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”（如图2），可以认为氧离子作密置单层排列，镍离子填充其中，列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量

 

g/m²（氧离子的半径为1.40×10^-10m，结果保留两位有效数字）

Answer 1

考点：原子核外电子排布,配合物的成键情况,晶胞的计算,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）先写出基态原子核外电子排布式，再写出价电子排布式；
（2）等电子体中原子数相同、价电子数相同；
（3）根据碳原子含有的σ键和孤电子对判断碳原子采取的杂化方式； 根据价层电子对互斥理论判断甲醛的空间构型；
（4）影响离子晶体熔点的因素有离子半径和电荷；
（5）利用均摊法计算晶胞中含有的原子数；
（6）根据氯化钠的结构知，氧离子和相邻的镍离子之间的距离为

a

2

，距离最近的两个阳离子核间的距离是距离最近的氧离子和镍离子距离的

2

倍，根据图片知，每个氧化镍所占的面积=2×1.40×10^-10m×2×1.40×10^-10m×sin60°，每个氧化镍的质量为

74.7

NA

g，每个氧化镍的质量乘以每平方米含有的氧化镍个数就是每平方米含有的氧化镍质量．

解答： 解：（1）核外电子排布为[Ar]3d⁸4s²，则价电子排布式是3d⁸4s²，故答案为：3d⁸4s²；
（2）CO含有2个原子14个电子，所以CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式为：N₂、CN^-（或O₂²⁺、C₂^2-、NO⁺），故答案为：N₂；CN^-；
（3）①CH₂=CH₂中每个碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故正确；
②HC≡CH中每个碳原子含有2个σ键，不含孤电子对，所以采取sp杂化，故错误；
③中每个碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故正确；
④HCHO中碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故正确；
HCHO中碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形；
故答案为：①③④； 平面三角；  
（4）影响离子晶体熔点的因素有离子半径和电荷，相同电荷时，离子半径越小，熔点越高，镍离子半径小于亚铁离子半径，所以氧化镍熔点高于氧化亚铁熔点，
故答案为：＞；
（5）该晶胞中含La原子个数=8×

1

8

=1，含有Ni=1+8×

1

2

=5，所以其化学式为LaNi₅或Ni₅La，故答案为：LaNi₅或Ni₅La；
（6）根据氯化钠的结构知，氧离子和相邻的镍离子之间的距离为

a

2

，距离最近的两个阳离子核间的距离是距离最近的氧离子和镍离子距离的

2

倍，所以其距离

2

2

acm，由图可知，每个氧化镍所占的面积=2×1.40×10^-10m×2×1.40×10^-10m×sin60°，则每平方米含有的氧化镍个数=

1

(2×1.40×10 -10) 2sin60°

，每个氧化镍的质量为

74.7

NA

g，
所以每平方米含有的氧化镍质量=

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，
故答案为：

2

2

a；

74.7

6.02×1023×(2×1.40×10-10)2Sin600

=1.8×10-3．

点评：本题考查了配合物的成键情况、价电子的排布式等知识点，难度不大，明确配位键是由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，计算是物质结构晶体部分的难点．