Question

17．鎳和銅都是重要的有色金屬材料，回答下列問題：
（1）鎳在周期表中的位置為第四周期ⅤⅢ族；與鎳處于同一周期的元素中，第一電離能最小的元素是K（填元素符號(hào)，下同），第一電離能最大電負(fù)性最小的元素是Kr；基態(tài)Ni²⁺的電子排布式為[Ar]3d⁸
（2）鎳的羰基配合物Ni（CO）₄是獲得高純度納米鎳的原料，該配合物中鎳原子的價(jià)電子排布式為3d¹⁰，則其雜化軌道類型為sp³，Ni（CO）₄是非極性（填“極性”或“非極性”分子．
（3）晶體銅的晶胞類型為面心立方，晶體中距離一個(gè)銅原子最近的銅原子有12個(gè)，已知銅的原子半徑為rcm，阿伏伽德羅常數(shù)值為N_A，則晶體銅的密度為$\frac{8\sqrt{2}}{{N}_{A}{r}^{3}}$g•cm^-3（用含r、N_A的代數(shù)式表示）
（4）氯化亞銅是一種白色固體，實(shí)驗(yàn)測(cè)得其蒸氣密度是同條件下氫氣密度的99.5倍，則氯化亞銅的分子式為Cu₂Cl₂；氯化亞銅的鹽酸溶液可定量吸收CO形成配合物Cu₂（CO）₂Cl₂•2H₂O（結(jié)構(gòu)如圖所示），該反應(yīng)可用于測(cè)定空氣中CO的含量，每個(gè)Cu₂（CO）₂Cl₂•2H₂O分子中含6個(gè)配位鍵．

Answer 1

分析 （1）Ni的原子序數(shù)為28，與Fe的位置相同，同周期金屬性最強(qiáng)的第一電離能最�。煌�周期稀有氣體元素的第一電離能最大電負(fù)性最�。�
（2）該配合物中鎳原子的價(jià)電子排布式為3d¹⁰，可知Ni提供空軌道，O提供孤電子對(duì)，為正四面體結(jié)構(gòu)；
（3）Cu的晶胞為面心立方最密堆積，以頂點(diǎn)Cu原子研究，與之最近的Cu原子位于面心上，每個(gè)頂點(diǎn)Cu原子為12個(gè)面共用，所以Cu的配位數(shù)為12，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中含有銅原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，銅的原子半徑為rcm，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為x cm，則x²+x²=（4r）²，x=2$\sqrt{2}$rcm，則（2$\sqrt{2}$r）³•ρ•N_A=4×64；
（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得其蒸氣密度是同條件下氫氣密度的99.5倍，相對(duì)分子質(zhì)量為99.5×2=199，由（CuCl）_n=199，n=2得到化學(xué)式Cu₂Cl₂，氯原子最外層電子數(shù)為7可知，氯原子可形成一對(duì)共用電子對(duì)，即氯原子形成的兩條共價(jià)鍵中只有一條為配位鍵，而X可形成三條配位鍵，配位鍵如圖（X為Cu）．

解答 解：（1）Ni的原子序數(shù)為28，與Fe的位置相同，位于第四周期ⅤⅢ族，基態(tài)Ni²⁺的電子排布式為[Ar]3d⁸；同周期金屬性最強(qiáng)的第一電離能最小，則與鎳處于同一周期的元素中，第一電離能最小的元素是K；同周期稀有氣體元素的第一電離能最大電負(fù)性最小，則第一電離能最大電負(fù)性最小的元素是Kr，
故答案為：第四周期ⅤⅢ族；K；Kr；[Ar]3d⁸；
（2）該配合物中鎳原子的價(jià)電子排布式為3d¹⁰，可知Ni提供空軌道，O提供孤電子對(duì)，為正四面體結(jié)構(gòu)，Ni其雜化軌道類型為sp³，為非極性分子，
故答案為：sp³；非極性；
（3）Cu的晶胞為面心立方最密堆積，以頂點(diǎn)Cu原子研究，與之最近的Cu原子位于面心上，每個(gè)頂點(diǎn)Cu原子為12個(gè)面共用，所以Cu的配位數(shù)為12，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中含有銅原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，銅的原子半徑為rcm，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為x cm，則x²+x²=（4r）²，x=2$\sqrt{2}$rcm，則（2$\sqrt{2}$r）³•ρ•N_A=4×64，則ρ=$\frac{8\sqrt{2}}{{N}_{A}{r}^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：12；$\frac{8\sqrt{2}}{{N}_{A}{r}^{3}}$；
（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得其蒸氣密度是同條件下氫氣密度的99.5倍，相對(duì)分子質(zhì)量為99.5×2=199，由（CuCl）_n=199，n=2得到化學(xué)式Cu₂Cl₂，氯原子最外層電子數(shù)為7可知，氯原子可形成一對(duì)共用電子對(duì)，即氯原子形成的兩條共價(jià)鍵中只有一條為配位鍵，而X可形成三條配位鍵，配位鍵如圖（X為Cu），則每個(gè)Cu₂（CO）₂Cl₂•2H₂O分子中含6個(gè)配位鍵，
故答案為：Cu₂Cl₂；6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查晶胞計(jì)算及雜化、配位鍵等，為高頻考點(diǎn)，把握晶體結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度較大．