Question

【题目】氧化镍为绿色粉末状固体，可用作搪瓷的密着剂和着色剂，陶瓷和玻璃的颜料。也可用作电子元件材料、催化剂和蓄电池材料。工业上可通过下列两种方法制取

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

回答下列问题

（1）镍元素在元素周期表中的位置为__________，其价电子轨道表达式为____________________。

（2）上述两个反应涉及的非金属元素中第一电离能最大的元素为_________。其原子核外未成对电子数是__________。

（3）上述两个反应生成的非金属氧化物沸点较高的是_______，其主要原因是_________________。

（4）NO3-离子的空间构型是___________，其中心原子的杂化方式为___________。

（5）氧化镍晶体结构与氯化钠相似，其晶胞结构如下图，结构中氧离子采用面心立方最密堆积，镍离子的堆积方式是______________。

（6）纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大，这是它有许多特殊性质的原因，假设某氧化镍纳米粒子的形状为立方体，其边长是氧化镍晶胞（如右图）的5倍，这种纳米颗粒的表面原子与总原子数的比为__________。

Answer 1

【答案】 第四周期,第Ⅷ族 N 3 H2O 水分子间存在氢键 平面三角形 sp2 面心立方密堆积 （或0.452或1：2.21）

【解析】(1)镍元素核电荷数为28，基在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族，其基态原子电子排布式为[Ar]3d83s2，则价电子轨道表达式为；

(2)上述两个反应涉及的非金属元素有C、N、O，为周期三种元素，其第一电离能呈递增趋势，其中N元素的3p轨道为半充满结构，第一电离能相对较大，故第一电离能最大的元素为N，其原子核外未成对电子数是3；

(3)CO2和H2O均为分子晶体，其中沸点较高的是H2O，是因水分子间存在氢键的缘故；

(4)NO3-中N原子的价层电子对数为=3，没有孤电子对，所以NO3-的空间构型为平面三角形，N原子杂化轨道形式为sp2；

(5)由晶胞结构可结构中氧离子采用面心立方最密堆积，镍离子的堆积方式也是 面心立方密堆积；

(6)氧化镍颗粒边长为晶胞边长的5倍，则每条边含有的原子数为11个，则总原子数为11的立方，表面原子总数为总原子数减去内部总原子数，内部原子总数相当于剥掉了一层晶胞，即颗粒内部每条边有9个原子，则内部原子总是为9的立方，纳米颗粒的表面原子与总原子数的比为=。