Question

【题目】Mg、Ni、Cu、Zn 等元素在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题：

(1)Mg、Ni、Cu 等金属可能形成金属互化物。金属互化物的结构类型丰富多样，确定某种金属互化物是晶体还是非晶体可通过___________测定。

(2)根据 Cu、Zn 的原子结构比较第一电离能：I1(Cu)_________ I1(Zn)（填“大于”、 “等于”或“小于”），理由是_____________________。

(3)[Ni(NH3)6](NO3)2 中不存在的化学键为___________（填序号）。

a．离子键 b．金属键 c．配位键 d．氢键

(4)镍基合金储氢的研究已取得很大进展。

①图甲是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图。

该合金储氢后，H2 与 Ni 的物质的量之比为___________。

②Mg2NiH4 是一种储氢的金属氢化物。在 Mg2NiH4 晶胞中，Ni 原子占据如图乙的顶点和面心，Mg2+处于乙图八个小立方体的体心。Mg2+位于 Ni 原子形成的___________ (填“八面体空隙”或“四面体空隙”)。 晶体的密度为ρg·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数，Mg2+和 Ni 原子的最短距离为__________cm(用含ρ和 NA 的代数式表示)。

Answer 1

【答案】X—射线衍射实验 小于 Zn原子轨道中电子处于全满状态，较难失电子，Cu失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态 b 3:5 四面体空隙

【解析】

（1）确定某种金属互化物是晶体还是非晶体可通过X—射线衍射实验测定；

（2）轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失去电子需要的能量较大，Zn原子轨道中电子处于全满状态，Cu失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态，所以Cu较Zn易失电子；

（3）[Ni(NH3)6](NO3)2中NH3与Ni2+之间为配位键；[Ni(NH3)6]2+与NO3-之间为离子键；

（4）①根据晶胞结构示意图计算晶胞中H2 与 Ni个数比；

②Ni 原子占据如图乙的顶点和面心，Mg2+处于乙图八个小立方体的体心，则Mg2+位于 Ni 原子形成四面体空隙；Mg2+和 Ni 原子的最短距离为晶胞体对角线的，再根据晶胞密度计算。

（1）确定某种金属互化物是晶体还是非晶体可通过X—射线衍射实验测定，故答案为：X—射线衍射实验；

（2）轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失去电子需要的能量较大，基态Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Zn的核外电子排布式为[Ar]3d104s2，Zn原子轨道中电子处于全满状态，较难失电子，而Cu失去1个电子成为Cu+：[Ar]3d10，，Cu+达到全满结构，较稳定，Cu失去1个电子更容易，则第一电离能Cu<Zn，故答案为：小于；Zn原子轨道中电子处于全满状态，较难失电子，Cu失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态；

（3）[Ni(NH3)6](NO3)2中NH3与Ni2+之间为配位键；[Ni(NH3)6]2+与NO3-之间为离子键，不存在金属键，故答案为：b；

（4）①根据晶胞结构示意图计算晶胞中H2数目为，Ni数目为，则H2 与 Ni 的物质的量之比为3:5，故答案为：3:5；

②Ni 原子占据如图乙的顶点和面心，Mg2+处于乙图八个小立方体的体心，则Mg2+位于 Ni 原子形成四面体空隙；该晶胞中Ni原子个数，Mg2+个数为8，由化学式可知H原子个数为16，则晶胞质量为，晶体的密度为ρg·cm-3，则晶胞的边长为： ，Mg2+和 Ni 原子的最短距离为晶胞体对角线的，则Mg2+和 Ni 原子的最短距离为，故答案为：四面体空隙；。