Question

4．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛．
（1）基态Ni原子的价电子排布式为3d⁸4s²．
（2）金属镍能与CO形成配合物Ni（CO）₄，写出与CO互为等电子体（原子数相同、电子总数相同）的一种分子和一种离子的化学式N₂、CN^-．
（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可与H₂发生加成反应．如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO，其中碳原子采取sp²杂化的分子有①③④（填物质序号），HCHO分子的立体结构为平面三角形．
（4）Ni²⁺和Fe²⁺的半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO＞FeO（填“＜”或“＞”）；
（5）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示．该合金的化学式为LaNi₅或Ni₅La．

Answer 1

分析 （1）Ni是28号元素，根据能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则，写出其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，据此判断其外围电子排布式；
（2）根据等电子体中原子数相同、价电子数相同分析；
（3）根据碳原子含有的σ键和孤电子对判断碳原子采取的杂化方式； 根据价层电子对互斥理论判断甲醛的空间构型；
（4）离子晶体熔沸点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比，与离子所带电荷成正比；
（5）该晶胞中La原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1，Ni原子个数=1+8×$\frac{1}{2}$=5，据此确定化学式．

解答 解：（1）Ni是28号元素，其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，价电子数为10，价电子排布式为3d⁸4s²，故答案为：3d⁸4s²；
（2）CO含有2个原子14个电子，所以CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式为：N₂、CN^-（或O₂²⁺、C₂^2-、NO⁺），故答案为：N₂；CN^-；
（3）①CH₂=CH₂中每个碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故正确；
②HC≡CH中每个碳原子含有2个σ键，不含孤电子对，所以采取sp杂化，故错误；
③中每个碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故正确；
④HCHO中碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以采取sp²杂化，故正确；
HCHO中碳原子含有3个σ键，不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形；
故答案为：①③④； 平面三角；
（4）离子晶体熔沸点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比，与离子所带电荷成正比，Ni²⁺和Fe²⁺的半径分别为69pm和78pm，则Ni²⁺半径小于Fe²⁺的半径，两种晶体中阴阳离子所带电荷都相同，所以晶格能NiO＞FeO，所以熔点NiO＞FeO，故答案为：＞；
（5）该晶胞中La原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1，Ni原子个数=1+8×$\frac{1}{2}$=5该晶胞中La、Ni原子个数之比为1：5，所以化学式为LaNi₅或Ni₅La，故答案为：LaNi₅或Ni₅La．

点评 本题考查了价电子的排布式、原子杂化方式判断、晶胞计算及晶体熔沸点大小比较等知识点，题目难度中等．