Question

（2013?兰州一模）[化学--选修3  物质结构与性质]
Ni、Fe是重要的金属，它们的单质及化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途．
（1）基态Ni原子电子排布式为

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²

；
（2）第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是

C

．Ni的一种配合物的分子结构如图1所示，该配合物中C原子的杂化轨道类型是

sp³、sp²

，配合物分子内不含有

AC

（填序号）．
A．离子键     B．极性键       C．金属键
D．配位键     E．氢键         F．非极性键
（3）配合物Ni（CO）₄常温下为液态，易溶于CCl₄、苯等有机溶剂．固态Ni（CO）₄属于

分子

晶体．配合物Ni（CO）₄中
CO与N₂结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为

1：2

；
（4）Ni²⁺和Fe²⁺的半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO

＞

FeO（填“＜”或“＞”）；
（5）铁有δ、γ、α三种同素异形体（图2），γ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为

2：1

．若δ晶体的密度为ρg?cm^-3，该晶胞棱长为

3	112 ρNA

cm（设N_A为阿伏伽德罗常数，用含ρ和N_A的代数式表示）．

Answer 1

分析：（1）Ni元素是28号元素，核外电子数为28，根据核外电子排布规律书写；
（2）根据Ni的核外电子排布确定未成对电子数，再根据同周期自左而右电负性增大判断元素；
由图1可知，结构中含有两种C原子，位于甲基上、C=N中C原子，根据结构确定σ键，进而确定杂化轨道数目，确定杂化方式；
N原子与Ni原子之间形成配位键，N元素连接的氧原子与氧元素连接H原子之间形成氢键，N-O、O-H、C-H、C=N键属于极性键，C-C键属于非极性键；
（3）Ni（CO）₄常温下为液态，易溶于CCl₄、苯等有机溶剂．固态Ni（CO）₄属于分子晶体；
CO与N₂结构相似，故CO为的结构式为C≡O，三键含有1个σ键、2个π键；
（4）离子所带电荷相同，离子半径越小，离子键越强，晶体的熔点越高；
（5）由晶胞结构可知，γ晶胞中，以顶点Fe原子研究，与之最近的Fe原子处于面心上，α晶胞中，以顶点Fe原子研究，与之最近的Fe原子处于所在棱的顶点上，补全晶胞确定配位数；
利用均摊法计算γ晶体晶胞中所含有的铁原子数N，令棱长为acm，则N×

56

NA

=ρa³，据此计算．

解答：解：（1）Ni元素是28号元素，核外电子数为28，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）Ni的核外电子未成对电子数为2，第二周期中未成对电子数为2的元素有碳元素、氧元素，同周期自左而右电负性增大，故第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是C；
由图1可知，结构中含有两种C原子，位于甲基上、C=N中C原子，甲基中C原子成3个C-H、1个C-C，故杂化轨道数目为4，采取sp³杂化，C=N中C原子成2个C-C、1个C=N，杂化轨道数目为3，采取sp²杂化，
N原子与Ni原子之间形成配位键，N元素连接的氧原子与氧元素连接H原子之间形成氢键，N-O、O-H、C-H、C=N键属于极性键，C-C键属于非极性键，故结构中不含离子键、金属键，
故答案为：C；sp³、sp²；AC；
（3）Ni（CO）₄常温下为液态，易溶于CCl₄、苯等有机溶剂，固态Ni（CO）₄属于分子晶体；
CO与N₂结构相似，故CO为的结构式为C≡O，三键含有1个σ键、2个π键，CO分子内σ键与π键个数之比为1：2，
故答案为：分子；1：2；
（4）Ni²⁺和Fe²⁺的离子所带电荷相同，Ni²⁺离子半径较小，NiO中离子键更强，NiO晶体的熔点更高，
故答案为：＞；
（5）由晶胞结构可知，γ晶胞中，以顶点Fe原子研究，与之最近的Fe原子处于面心上，补全晶胞可知，有3层，每层有4个，故Fe原子的配位数为4×3=12．α晶胞中，以顶点Fe原子研究，与之最近的Fe原子处于所在棱的顶点上，补全晶胞可知配位数为6，故γ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为12：6=2：1，
γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为1+8×

1

8

=2，令棱长为acm，则2×

56g

NAmol-1

=ρg?cm^-3×（acm）³，解得a=

3	112 ρNA

，
故答案为：2：1； 

3	112 ρNA

．

点评：本题考查核外电子排布规律、化学键、杂化轨道、晶体结构与性质、晶胞计算等，难度中等，（5）为易错点，需要学生具有较好的空间想象，注意利用均摊法计算晶胞．