Question

【題目】鎳及其化合物在工業生產和科研領域有重要的用途。請回答下列問題：

（1）基態 Ni 原子中，電子填充的能量最高的能級符號為_________，價層電子的軌道表達式為_________。

（2）Ni的兩種配合物結構如圖所示：

A B

①A 的熔、沸點高于B的原因為_________。

②A晶體含有化學鍵的類型為___________（填選項字母）。

A．σ鍵 B．π鍵 C．配位鍵 D．金屬鍵

③A晶體中N原子的雜化形式是_________。

（3） 人工合成的砷化鎳常存在各種缺陷，某缺陷砷化鎳的組成為Ni1.2As， 其中 Ni 元素只有＋2 和＋3 兩種價態， 兩種價態的鎳離子數目之比為_________。

（4） NiAs的晶胞結構如圖所示：

①鎳離子的配位數為_________。

②若阿伏加德羅常數的值為NA，晶體密度為 ρ g·cm－3，則該晶胞中最近的砷離子之間的距離為_________pm。

Answer 1

【答案】 3d A中含氫鍵 ABC sp2 1:1 4 或

【解析】(1)鎳的原子序數為28，其電子排布式為1S22S22P63S23P64S23d8，其價電子的軌道表達式為，所以基態鎳原子核外電子填充的能量最高的能級符號為3d；

(2)A中有O—H鍵，而B中沒有，而有O—H鍵的物質可在分子間形成氫鍵，使物質的熔沸點升高；在A的分子結構中有C=N雙鍵，其中有σ鍵和π鍵，有箭頭所示的配位鍵，故選ABC，其中的N原子以sp2方式雜化；

(3)某缺陷砷化鎳的組成為Ni1.2As， 其中Ni元素只有＋2和＋3兩種價態，設＋2價的Ni為x個，+3價的Ni為y個，則由原子守恒得x+y=1.2，由化合價原則得2x+3y=3，求出x=y=0.6，所以兩種價態的鎳離子數目之比為1:1；

(4) 由NiAs的晶胞結構分析可知，與一個Ni3+距離最近的等徑As3-為2×2=4個，所以鎳離子的配位數為4；該晶胞中含有的Ni3+為(1/8)×8+(1/2)×6=4，含有的As3-為4，即含有4個NiAs微粒，設其棱長為acm，其質量為(134×4)/ NA g，所以a= cm，而As3-位于其1/8晶胞的體心，兩個As3-間的距離相當于面對角線的一半，即a=×1010pm。