Question

【題目】氧化鎳為綠色粉末狀固體，可用作搪瓷的密著劑和著色劑，陶瓷和玻璃的顏料。也可用作電子元件材料、催化劑和蓄電池材料。工業上可通過下列兩種方法制取

NiCO3NiO+CO2↑ Ni(NO3)2·6H2O NiO+2HNO3+4H2O。

回答下列問題

（1）鎳元素在元素周期表中的位置為__________，其價電子軌道表達式為____________________。

（2）上述兩個反應涉及的非金屬元素中第一電離能最大的元素為_________。其原子核外未成對電子數是__________。

（3）上述兩個反應生成的非金屬氧化物沸點較高的是_______，其主要原因是_________________。

（4）NO3-離子的空間構型是___________，其中心原子的雜化方式為___________。

（5）氧化鎳晶體結構與氯化鈉相似，其晶胞結構如下圖，結構中氧離子采用面心立方最密堆積，鎳離子的堆積方式是______________。

（6）納米材料的表面原子占總原子數的比例極大，這是它有許多特殊性質的原因，假設某氧化鎳納米粒子的形狀為立方體，其邊長是氧化鎳晶胞（如右圖）的5倍，這種納米顆粒的表面原子與總原子數的比為__________。

Answer 1

【答案】 第四周期,第Ⅷ族 N 3 H2O 水分子間存在氫鍵 平面三角形 sp2 面心立方密堆積 （或0.452或1：2.21）

【解析】(1)鎳元素核電荷數為28，基在元素周期表中的位置為第四周期第Ⅷ族，其基態原子電子排布式為[Ar]3d83s2，則價電子軌道表達式為；

(2)上述兩個反應涉及的非金屬元素有C、N、O，為周期三種元素，其第一電離能呈遞增趨勢，其中N元素的3p軌道為半充滿結構，第一電離能相對較大，故第一電離能最大的元素為N，其原子核外未成對電子數是3；

(3)CO2和H2O均為分子晶體，其中沸點較高的是H2O，是因水分子間存在氫鍵的緣故；

(4)NO3-中N原子的價層電子對數為=3，沒有孤電子對，所以NO3-的空間構型為平面三角形，N原子雜化軌道形式為sp2；

(5)由晶胞結構可結構中氧離子采用面心立方最密堆積，鎳離子的堆積方式也是 面心立方密堆積；

(6)氧化鎳顆粒邊長為晶胞邊長的5倍，則每條邊含有的原子數為11個，則總原子數為11的立方，表面原子總數為總原子數減去內部總原子數，內部原子總數相當于剝掉了一層晶胞，即顆粒內部每條邊有9個原子，則內部原子總是為9的立方，納米顆粒的表面原子與總原子數的比為=。