Question

5．鎳是一種近似銀白色、硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬元素．
（1）金屬鎳是面心立方堆積，則其配位數(shù)為12；基態(tài)鎳原子有2個(gè)未成對(duì)電子．
（2）硝酸肼鎳{Ni[（N₂H₄）₃]（NO₃）₂}是一種配合物，NO₃^-空間構(gòu)型是平面三角形（用文字說(shuō)明）；配體N₂H₄中氮原子雜化軌道類(lèi)型為sp³；N₂H₄沸點(diǎn)（113.5℃）比乙烷沸點(diǎn)（-88.6℃）高得多，其主要原因是N₂H₄分子間可形成氫鍵，而乙烷分子間不能形成氫鍵．
（3）丁二酮肟（）可用于鑒別Ni²⁺，1mol丁二酮肟含有σ鍵數(shù)目為15N_A．
（4）砷與鎳形成的一種晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞的邊長(zhǎng)為a nm，則該晶體的密度為$\frac{292}{{N}_{A}（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 （1）晶體是面心立方堆積，采用沿X、Y、Z三軸切割的方法確定其配位數(shù)；根據(jù)原子的外圍電子排布分析；
（2）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷NO₃^-的空間構(gòu)型和N₂H₄的雜化類(lèi)型；分子間含有氫鍵的沸點(diǎn)較高；
（3）單鍵中含有一個(gè)σ鍵，雙鍵含有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵；
（4）晶胞的邊長(zhǎng)為a nm=a×10^-7cm，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算密度．

解答 解：（1）晶體是面心立方堆積，采用沿X、Y、Z三軸切割的方法知，每個(gè)平面上Ni原子的配位數(shù)是4，三個(gè)面共有4×3=12個(gè)Ni原子，所以每個(gè)Ni原子的配位數(shù)是12；Ni原子的外圍電子排布式為3d⁸4s²，在3d軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子；
故答案為：12；2；
（2）NO₃^-中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（5+1-2×3）=3，沒(méi)有孤電子對(duì)，則應(yīng)為平面三角形；N₂H₄中N原子含有3個(gè)成鍵電子對(duì)和1個(gè)孤電子對(duì)，則價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，所以氮原子雜化軌道類(lèi)型為sp³；N₂H₄分子間可形成氫鍵，而乙烷分子間不能形成氫鍵，分子間含有氫鍵的沸點(diǎn)較高，所以N₂H₄沸點(diǎn)（113.5℃）比乙烷沸點(diǎn)（-88.6℃）高得多；
故答案為：平面三角形；sp³；N₂H₄分子間可形成氫鍵，而乙烷分子間不能形成氫鍵；
（3）已知丁二酮肟的結(jié)構(gòu)式為，分子中含有13個(gè)單鍵，和2個(gè)雙鍵，則共含有15個(gè)σ鍵，所以1mol丁二酮肟含有σ鍵數(shù)目為15N_A；
故答案為：15N_A．
（4）晶胞的邊長(zhǎng)為a nm=a×10^-7cm，則其體積為（a×10^-7cm）³，晶胞中As原子數(shù)為2，Ni原子數(shù)為12×$\frac{1}{4}$+8×$\frac{1}{8}$=4，則晶胞的質(zhì)量$\frac{2×28+4×59}{{N}_{A}}$=$\frac{292}{{N}_{A}}$g，
所以晶體的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{292}{{N}_{A}}g}{（a×1{0}^{-7}cm）^{3}}$=$\frac{292}{{N}_{A}（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3；
故答案為：$\frac{292}{{N}_{A}（a×1{0}^{-7}）^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查核外電子排布規(guī)律、雜化類(lèi)型的判斷、共價(jià)鍵的類(lèi)型、晶體類(lèi)型與性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的知識(shí)，題目難度中等．