Question

20．鎳（Ni）是一種重要的金屬，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．
（1）基態(tài)Ni原子的價電子（外圍電子）排布式為3d⁸4s²；

（2）很多不飽和有機(jī)物在Ni催化下可與H₂發(fā)生加成反應(yīng)．如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO其中碳原子采取sp²雜化的分子有①③④（填物質(zhì)序號），HCHO分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形；
（3）NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為69pm和78pm，則熔點(diǎn)NiO＞FeO（填“＜”或“＞”）；
（4）NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為6、6；
（5）金屬鎳與鑭（ La）形成的合金足一種良好的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示該合金的化學(xué)式為LaNi₅；
（6）丁二酮肟常用于檢驗(yàn)Ni²⁺：在稀氨水介質(zhì)中，丁二酮肟與Ni²⁺反應(yīng)可生成鮮紅色沉淀，其結(jié)構(gòu)如圖2所示．
①該結(jié)構(gòu)中，碳碳之間的共價鍵類型是σ鍵，碳氮之間的共價鍵類型是一個σ鍵、一個π鍵；，氮鎳之間形成的化學(xué)鍵是配位鍵；
②該結(jié)構(gòu)中，氧氫之間除共價鍵外還可存在氫鍵；
③該結(jié)構(gòu)中，碳原子的雜化軌道類型有sp²、sp³．

Answer 1

分析 （1）Ni是28號元素，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)此判斷其外圍電子排布式；
（2）根據(jù)碳原子含有的σ鍵和孤電子對判斷碳原子采取的雜化方式； 根據(jù)價層電子對互斥理論判斷甲醛的空間構(gòu)型；
（3）離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)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(qiáng)，熔點(diǎn)越高；
（4）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；
（5）晶胞中鑭原子數(shù)8×$\frac{1}{8}$=1；鎳原子數(shù)=1+8×$\frac{1}{2}$=5，由此可判斷出化學(xué)式；
（6）碳氮之間是雙鍵，雙鍵是由一個σ鍵和一個π鍵構(gòu)成；鎳原子有空軌道，氮原子有孤電子對，因此二者形成配位鍵；丁二酮肟中甲基中的碳原子都是單鍵，在與氮相連的碳上有碳氮雙鍵，據(jù)此判斷雜化方式．

解答 解：（1）Ni是28號元素，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，價電子數(shù)為10，價電子排布式為3d⁸4s²，
故答案為：3d⁸4s²；
（2）①CH₂=CH₂中每個碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化；
②HC≡CH中每個碳原子含有2個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp雜化；
③中每個碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化；
④HCHO中碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化；
故碳原子采取sp²雜化的分子有①③④；
HCHO中碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以其空間構(gòu)型是平面三角形；
故答案為：①③④； 平面三角；
（3）Ni0、Fe0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，離子晶體的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)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(qiáng)，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NiO＞FeO，
故答案為：＞；
（4）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；6；
（5）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：LaNi₅；
（6）①碳氮之間是雙鍵，雙鍵是由一個σ鍵和一個π鍵構(gòu)成；鎳原子有空軌道，氮原子有孤電子對，因此二者形成配位鍵；
②氧原子與氫原子之間可以形成氫鍵；
③丁二酮肟中甲基中的碳原子都是單鍵，在與氮相連的碳上有碳氮雙鍵，因此雜化類型是sp²和sp³雜化，
故答案為：①一個σ鍵、一個π鍵；配位鍵；②氫鍵；③sp²、sp³．

點(diǎn)評 本題考查晶體的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)的相互關(guān)系及應(yīng)用，做題時注意電子排布式的書寫方法，晶體熔點(diǎn)比較發(fā)放，分子空間構(gòu)型的判斷方法以及晶胞的有關(guān)計算，注意學(xué)習(xí)中有關(guān)做題方法的積累．