Question

【题目】

镍及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。请回答下列问题：

（1） 基态 Ni 原子中，电子填充的能量最高的能级符号为______，价层电子的轨道表达式为________。

（2）Ni(CO)4 常用作制备高纯镍粉，其熔点为－19.3 ℃， 沸点为 43 ℃。则：

①Ni(CO)4 的熔、沸点较低的原因为________。

②分子中 σ 键和 π 键的数目之比为________。

③写出一种与CO 互为等电子体的阴离子的符号________。

（3） NiSO4 常用于电镀工业，其中 SO42－的中心原子的杂化轨道类型为________，该离子中杂化轨道可用于________。

（4） 氧化镍和氯化钠的晶体结构相同，可看成镍离子替换钠离子，氧离子替换氯离子。 则：

①镍离子的配位数为________。

②天然的和人工合成的氧化镍常存在各种缺陷，某缺陷氧化镍的组成为Ni0.97O， 其中 Ni 元素只有＋2 和＋3 两种价态， 两种价态的镍离子数目之比为________；若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为 ρ g·cm－3，则该晶胞中最近的 O2－之间的距离为________pm。

Answer 1

【答案】 3d Ni(CO)4 属于分子晶体， 分子间的范德华力容易被破坏 1:1 CN－或 C22－ sp3 形成 σ 键 6 91:6 或 6:91

【解析】（1）Ni的原子序数是28，因此基态Ni原子中，电子填充的能量最高的能级符号为3d，根据核外电子排布规律可知价层电子的轨道表达式为。（2）Ni(CO)4 常用作制备高纯镍粉，其熔点为－19.3 ℃， 沸点为 43 ℃。则：

①由于Ni(CO)4 属于分子晶体，分子间的范德华力容易被破坏，因此Ni(CO)4 的熔、沸点较低。②单键都是σ键，三键分子中含有1个σ键和2个π键个，所以分子中σ键和π键的数目之比为8：8＝1:1。③原子数与价电子数分别都相等的互为等电子体，则与CO互为等电子体的阴离子的符号为CN－或C22－。（3）硫酸根中S原子的价层电子对数是4，不含孤对电子，因此 SO42－的中心原子的杂化轨道类型为sp3，该离子中杂化轨道可用于形成σ键。（4）①根据氯化钠的晶胞结构可知镍离子的配位数为6。②设＋2 和＋3 两种Ni的原子数分别是x、y，则x+y＝0.97、2x+3y＝2×1，解得x：y＝91:6；根据氯化钠晶胞结构可知晶胞中最近的 O2－之间的距离为面对角线的一半，若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为ρg·cm－3，则 ，解得a＝，即该晶胞的边长是，所以晶胞中最近的 O2－之间的距离为。