Question

＜化学--选修3：物质结构＞
镍（Ni）是一种重要的金属，在材料科学等领域有广泛应用．
（1）Ni在元素周期表中的位置是

 

．
（2）镍易形成配合物，如：Ni（CO）₄、[Ni（NH₃）₆]²⁺ 等．写出一种与配体CO互为等电子体的阴离子

 

．配体NH₃中N原子的杂化类型为

 

，它可用作致冷剂的原因是

 

．若[Ni（NH₃）₆]²⁺ 为正八面体构型，则[Ni（CO）₂（NH₃）₄]²⁺的结构有

 

种．
（3）镍常见化合价为+2、+3，在水溶液中通常只以+2 价离子的形式存在．+3价的镍离子具有很强的氧化性，在水中会与水或酸根离子迅速发生氧化还原反应．Ni³⁺的电子排布式为

 

，NiO（OH）溶于浓盐酸的化学方程式为

 

．
（4）镍和镧（

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La）组成的一种合金LaNi_x是较好的储氢材料，能快速可逆地存储和释放H₂．LaNi_x的晶胞如图，其储氢原理为：镧镍合金吸附H₂，H₂解离为原子，H储存在其中形成LaNi_xH₆．LaNi_xH₆中，x=

 

．该贮氢的镧镍合金、泡沫氧化镍、氢氧化钾溶液组成的镍氢电池被用于制作原子钟．

Answer 1

分析：（1）Ni的原子序数为28，结合核外电子排布确定在周期表的位置；
（2）CO为2原子分子，电子数为14，结合等电子体知识判断；根据价层电子对判断杂化类型；对应的同分异构体中，正八面体的两个顶点可以是CO或NH₃，有2中结构；
（3）根据Ni的电子排布式确定Ni³⁺的电子排布式；NiO（OH）中Ni元素的化合价为+3价，具有强氧化性，可与盐酸发生氧化还原反应；
（4）判断原子在晶胞中的位置，利用均摊法计算．

解答：解：（1）Ni的原子序数为28，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，则应位于第四周期，第Ⅷ族，故答案为：第四周期，第Ⅷ族；
（2）CO为2原子分子，电子数为14，对应的等电子体为CN^- （或C₂^2- ），NH₃中N原子形成3个δ键，孤电子对数为

5-3×1

2

=1，则为sp³杂化，氨气中含有氢键，易液化，且汽化时吸收大量的热，可用于制冷剂，对应的同分异构体中，正八面体的两个顶点可以是CO或NH₃，有2中结构，
故答案为：CN^- （或C₂^2- ）；sp³；易液化，液态氨汽化时需吸收大量的热；2；
（3）Ni电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，则Ni³⁺的电子排布式为[Ar]3d⁷，或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷，NiO（OH）中Ni元素的化合价为+3价，具有强氧化性，可与盐酸发生氧化还原反应，方程式为2NiO（OH）+6HCl（浓）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O，
故答案为：[Ar]3d⁷，或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷；2NiO（OH）+6HCl（浓）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（4）晶胞中Ni位于顶点，共有8×

1

8

=1，H位于面心和体心，面心共有8×

1

2

=4，体心为1，共有5个H原子，则x=5，
故答案为：5．

点评：本题考查较为综合，侧重于电子排布式、杂化类型、等电子体以及晶胞的计算等问题，题目难度较大，注意把握晶胞的计算方法，明确原子或离子在晶胞的分布为解答题目的关键．