Question

【題目】

鎳及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和科研領(lǐng)域有重要的用途。請(qǐng)回答下列問題：

（1） 基態(tài) Ni 原子中，電子填充的能量最高的能級(jí)符號(hào)為______，價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為________。

（2）Ni(CO)4 常用作制備高純鎳粉，其熔點(diǎn)為－19.3 ℃， 沸點(diǎn)為 43 ℃。則：

①Ni(CO)4 的熔、沸點(diǎn)較低的原因?yàn)?/span>________。

②分子中 σ 鍵和 π 鍵的數(shù)目之比為________。

③寫出一種與CO 互為等電子體的陰離子的符號(hào)________。

（3） NiSO4 常用于電鍍工業(yè)，其中 SO42－的中心原子的雜化軌道類型為________，該離子中雜化軌道可用于________。

（4） 氧化鎳和氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)相同，可看成鎳離子替換鈉離子，氧離子替換氯離子。 則：

①鎳離子的配位數(shù)為________。

②天然的和人工合成的氧化鎳常存在各種缺陷，某缺陷氧化鎳的組成為Ni0.97O， 其中 Ni 元素只有＋2 和＋3 兩種價(jià)態(tài)， 兩種價(jià)態(tài)的鎳離子數(shù)目之比為________；若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體密度為 ρ g·cm－3，則該晶胞中最近的 O2－之間的距離為________pm。

Answer 1

【答案】 3d Ni(CO)4 屬于分子晶體， 分子間的范德華力容易被破壞 1:1 CN－或 C22－ sp3 形成 σ 鍵 6 91:6 或 6:91

【解析】（1）Ni的原子序數(shù)是28，因此基態(tài)Ni原子中，電子填充的能量最高的能級(jí)符號(hào)為3d，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為。（2）Ni(CO)4 常用作制備高純鎳粉，其熔點(diǎn)為－19.3 ℃， 沸點(diǎn)為 43 ℃。則：

①由于Ni(CO)4 屬于分子晶體，分子間的范德華力容易被破壞，因此Ni(CO)4 的熔、沸點(diǎn)較低。②單鍵都是σ鍵，三鍵分子中含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵個(gè)，所以分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為8：8＝1:1。③原子數(shù)與價(jià)電子數(shù)分別都相等的互為等電子體，則與CO互為等電子體的陰離子的符號(hào)為CN－或C22－。（3）硫酸根中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，不含孤對(duì)電子，因此 SO42－的中心原子的雜化軌道類型為sp3，該離子中雜化軌道可用于形成σ鍵。（4）①根據(jù)氯化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)可知鎳離子的配位數(shù)為6。②設(shè)＋2 和＋3 兩種Ni的原子數(shù)分別是x、y，則x+y＝0.97、2x+3y＝2×1，解得x：y＝91:6；根據(jù)氯化鈉晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中最近的 O2－之間的距離為面對(duì)角線的一半，若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體密度為ρg·cm－3，則 ，解得a＝，即該晶胞的邊長(zhǎng)是，所以晶胞中最近的 O2－之間的距離為。