Question

17．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．根據(jù)要求回答下列問題．
（1）基態(tài)Ni的價(jià)電子構(gòu)型（電子排布式）為3d⁸4s²．
（2）Ni（CO）₄常溫為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑，則Ni（CO）₄屬于分子晶體．
（3）Ni²⁺可與丁二酮肟（）作用生成腥紅色配合物沉淀A．
①丁二酮肟分子中各原子電負(fù)性大小關(guān)系為O＞N＞C＞H，其中碳原子的雜化軌道類型有sp³和sp²，1mol該分子中含有的碳碳σ鍵和碳氮σ鍵的總數(shù)為5N_A．
②腥紅色配合物沉淀A中（結(jié)構(gòu)如下）除含有一般共價(jià)鍵外，還含有配位鍵和氫鍵，請(qǐng)?jiān)趫D1中標(biāo)出配位鍵和氫鍵．（提示：Ni²⁺的配位數(shù)為4，配位鍵用“→”表示，氫鍵用“…”表示）
（4）NiO、FeO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(diǎn)FeO＜ NiO （填“＜”或“＞”）；NiO晶胞中Ni的配位數(shù)為6．
（5）據(jù)報(bào)道，某種含有鎂、鎳和碳三種元素的晶體具有超導(dǎo)性，該新型超導(dǎo)晶體的一個(gè)晶胞的結(jié)構(gòu)如圖2所示，則該晶體的化學(xué)式為MgNi₃C．

Answer 1

分析 （1）Ni是28號(hào)元素，根據(jù)能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則，寫出其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，據(jù)此判斷其價(jià)電子排布式；
（2）根據(jù)分子晶體的熔沸點(diǎn)較低分析；
（3）①同一周期中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定中心原子雜化方式；C-C為碳碳σ鍵，C=N含有一個(gè)碳氮σ鍵；
②Ni²⁺含有空軌道，N原子含有孤對(duì)電子對(duì)，N原子與Ni²⁺形成配位鍵，氧原子與氫原子之間形成氫鍵；
（4）離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，由于離子電荷相同，離子半徑越大，晶格能越小，熔點(diǎn)越低；同種晶體結(jié)構(gòu)類型的配位數(shù)相同；
（5）利用均攤法確定晶胞的化學(xué)式．

解答 解：（1）Ni是28號(hào)元素，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，價(jià)電子數(shù)為10，價(jià)電子排布式為3d⁸4s²；
故答案為：3d⁸4s²；
（2）Ni（CO）₄常溫為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑，則Ni（CO）₄屬于分子晶體；
故答案為：分子；
（3）①同一周期中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，氫的電負(fù)性最小，所以C、N、O、H四種元素的電負(fù)性大小順序?yàn)椋篛＞N＞C＞H；甲基上碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，為sp³雜化，連接甲基的碳原子含有3個(gè)價(jià)層電子對(duì)且不含孤電子對(duì)，為sp²雜化；C-C為碳碳σ鍵，C=N含有一個(gè)碳氮σ鍵，則1mol該分子中含有的碳碳σ鍵和碳氮σ鍵的總數(shù)為5N_A；
故答案為：O＞N＞C＞H；sp³和sp²；5N_A；
②Ni²⁺含有空軌道，N原子含有孤對(duì)電子對(duì)，N原子與Ni²⁺形成配位鍵，不同分子中氧原子與氫原子之間形成氫鍵，如圖所示：；
故答案為：；
（4）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，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，晶格能越大，熔點(diǎn)越高，由于Ni²⁺的離子半徑小于Fe²⁺的離子半徑，屬于熔點(diǎn)是：FeO＜NiO；因?yàn)镹i0、Fe0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Ni0晶胞中Ni和O的配位數(shù)也均為6．
故答案為：＜；6；
（5）碳原子位于該晶胞的體心上，所以該晶胞中含有一個(gè)碳原子；鎂原子個(gè)數(shù)=$\frac{1}{8}$×8，所以該晶胞含有1個(gè)鎂原子；鎳原子個(gè)數(shù)=$\frac{1}{2}$×6，該晶胞中含有3個(gè)鎳原子，所以該晶胞的化學(xué)式為MgNi₃C；
故答案為：MgNi₃C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了價(jià)電子的排布式、配位鍵、原子雜化方式判斷、物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低比較等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是配位鍵表示方法，明確配位鍵是由提供孤電子對(duì)的原子指向提供空軌道的原子是解答關(guān)鍵，題目難度中等．