Question

【題目】Mg、Ni、Cu、Zn 等元素在生產、生活中有著廣泛的應用。回答下列問題：

(1)Mg、Ni、Cu 等金屬可能形成金屬互化物。金屬互化物的結構類型豐富多樣，確定某種金屬互化物是晶體還是非晶體可通過___________測定。

(2)根據 Cu、Zn 的原子結構比較第一電離能：I1(Cu)_________ I1(Zn)（填“大于”、 “等于”或“小于”），理由是_____________________。

(3)[Ni(NH3)6](NO3)2 中不存在的化學鍵為___________（填序號）。

a．離子鍵 b．金屬鍵 c．配位鍵 d．氫鍵

(4)鎳基合金儲氫的研究已取得很大進展。

①圖甲是一種鎳基合金儲氫后的晶胞結構示意圖。

該合金儲氫后，H2 與 Ni 的物質的量之比為___________。

②Mg2NiH4 是一種儲氫的金屬氫化物。在 Mg2NiH4 晶胞中，Ni 原子占據如圖乙的頂點和面心，Mg2+處于乙圖八個小立方體的體心。Mg2+位于 Ni 原子形成的___________ (填“八面體空隙”或“四面體空隙”)。 晶體的密度為ρg·cm－3，NA表示阿伏加德羅常數，Mg2+和 Ni 原子的最短距離為__________cm(用含ρ和 NA 的代數式表示)。

Answer 1

【答案】X—射線衍射實驗 小于 Zn原子軌道中電子處于全滿狀態，較難失電子，Cu失去一個電子內層電子達到全充滿穩定狀態 b 3:5 四面體空隙

【解析】

（1）確定某種金屬互化物是晶體還是非晶體可通過X—射線衍射實驗測定；

（2）軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩定，失去電子需要的能量較大，Zn原子軌道中電子處于全滿狀態，Cu失去一個電子內層電子達到全充滿穩定狀態，所以Cu較Zn易失電子；

（3）[Ni(NH3)6](NO3)2中NH3與Ni2+之間為配位鍵；[Ni(NH3)6]2+與NO3-之間為離子鍵；

（4）①根據晶胞結構示意圖計算晶胞中H2 與 Ni個數比；

②Ni 原子占據如圖乙的頂點和面心，Mg2+處于乙圖八個小立方體的體心，則Mg2+位于 Ni 原子形成四面體空隙；Mg2+和 Ni 原子的最短距離為晶胞體對角線的，再根據晶胞密度計算。

（1）確定某種金屬互化物是晶體還是非晶體可通過X—射線衍射實驗測定，故答案為：X—射線衍射實驗；

（2）軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩定，失去電子需要的能量較大，基態Cu的核外電子排布式為[Ar]3d104s1，基態Zn的核外電子排布式為[Ar]3d104s2，Zn原子軌道中電子處于全滿狀態，較難失電子，而Cu失去1個電子成為Cu+：[Ar]3d10，，Cu+達到全滿結構，較穩定，Cu失去1個電子更容易，則第一電離能Cu<Zn，故答案為：小于；Zn原子軌道中電子處于全滿狀態，較難失電子，Cu失去一個電子內層電子達到全充滿穩定狀態；

（3）[Ni(NH3)6](NO3)2中NH3與Ni2+之間為配位鍵；[Ni(NH3)6]2+與NO3-之間為離子鍵，不存在金屬鍵，故答案為：b；

（4）①根據晶胞結構示意圖計算晶胞中H2數目為，Ni數目為，則H2 與 Ni 的物質的量之比為3:5，故答案為：3:5；

②Ni 原子占據如圖乙的頂點和面心，Mg2+處于乙圖八個小立方體的體心，則Mg2+位于 Ni 原子形成四面體空隙；該晶胞中Ni原子個數，Mg2+個數為8，由化學式可知H原子個數為16，則晶胞質量為，晶體的密度為ρg·cm-3，則晶胞的邊長為： ，Mg2+和 Ni 原子的最短距離為晶胞體對角線的，則Mg2+和 Ni 原子的最短距離為，故答案為：四面體空隙；。