Question

1．金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛．請回答下列問題：
（1）Ni原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d ⁸4s²；
（2）Ni是元素周期表中第28號元素，第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負性最小的元素是C．
（3）過渡金屬配合物Ni（CO）_n的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，則n=4．CO與N₂結(jié)構(gòu)相似，CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個數(shù)之比為1：2．
（4）甲醛（H₂C═O）在Ni催化作用下加氫可得甲醇（CH₃OH）．甲醇分子內(nèi)C原子的雜化方式為sp³，甲醇分子內(nèi)的O-C-H鍵角大于（填“大于”、“等于”或“小于”）甲醛分子內(nèi)的O-C-H鍵角．
（5）NiO、FeO、MgO的晶體結(jié)構(gòu)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＞（填“＜”或“＞”）FeO；某同學(xué)畫出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，請改正圖中錯誤：⑧應(yīng)為黑色；
（6）NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為6、6；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(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示．該合金的化學(xué)式為LaNi₅．

Answer 1

分析 （1）鎳屬于28號元素，根據(jù)構(gòu)造原理可以寫出該原子的核外電子排布式；
（2）Ni原子外圍電子排布為3d⁸4s²，未成對電子數(shù)為2，第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同元素有碳、氧，同周期隨原子序數(shù)增大，元素電負性增大；
（3）Ni是28號元素，其價電子數(shù)是10，每個CO提供電子數(shù)為2，過渡金屬配合物Ni（CO）_n的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18；CO與N₂結(jié)構(gòu)相似，CO結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，三鍵含有1個σ、2個π鍵；
（4）甲醇分子中C原子形成4個σ鍵，沒有孤電子對，采取sp³雜化，碳原子與之連接的原子具有四面體結(jié)構(gòu)，而甲醛分子內(nèi)C原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，為平面型結(jié)構(gòu)，根據(jù)空間結(jié)構(gòu)判斷鍵角；
（5）離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關(guān)，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高；因為MgO的晶體結(jié)構(gòu)類型與氯化鈉的相同，而氯化鈉中陰陽離子的配位數(shù)均為6，⑧應(yīng)為黑色；
（6）因為NiO的晶體結(jié)構(gòu)類型與氯化鈉的相同，而氯化鈉中陰陽離子的配位數(shù)均為6，所以NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)也均為6；根據(jù)均攤法計算晶胞中La、Ni原子數(shù)目，進而確定化學(xué)式．

解答 解：（1）鎳屬于28號元素，根據(jù)構(gòu)造原理可知，Ni的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d ⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）Ni原子外圍電子排布為3d⁸4s²，未成對電子數(shù)為2，第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同元素有碳、氧，同周期隨原子序數(shù)增大，元素電負性增大，故碳元素電負性較小，
故答案為：C；
（3）Ni是28號元素，其價電子數(shù)是10，每個CO提供電子數(shù)為2，過渡金屬配合物Ni（CO）_n的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，則10+2n=18，解得n=4；
CO與N₂結(jié)構(gòu)相似，CO結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，三鍵含有1個σ、2個π鍵，則：CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個數(shù)之比為1：2，
故答案為：4；1：2；
（4）甲醇分子中C原子形成4個σ鍵，沒有孤電子對，采取sp³雜化，碳原子與之連接的原子具有四面體結(jié)構(gòu)，而甲醛分子內(nèi)C原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，為平面型結(jié)構(gòu)，故甲醇分子內(nèi)的O-C-H鍵角大于甲醛分子內(nèi)的O-C-H鍵角，
故答案為：sp³；大于；
（5）NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子所帶電荷相同，而Ni²⁺的離子半徑小于Fe²⁺的離子半徑，NiO的離子鍵比FeO離子鍵更強，故熔點：NiO＞FeO；
因為MgO的晶體結(jié)構(gòu)類型與氯化鈉的相同，而氯化鈉中陰陽離子的配位數(shù)均為6，⑧應(yīng)為黑色，
故答案為：＞；⑧應(yīng)為黑色；
（6）因為NiO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，而氯化鈉中陰陽離子的配位數(shù)均為6，所以NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)也均為6；
晶胞中鑭原子數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，鎳原子數(shù)=1+8×$\frac{1}{2}$=5，所以化學(xué)式為LaNi₅，
故答案為：6；6；LaNi₅．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、配合物、雜方式化、化學(xué)鍵、晶體熔沸點比較、晶胞結(jié)構(gòu)與計算等知識點，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，題目難度中等．