Question

6．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．根据要求回答下列问题：

（1）基态Ni的价电子排布式为3d⁸4s²．
（2）Ni（CO）₄常温为液态，易溶于CCl₄、苯等有机溶剂，则Ni（CO）₄属于分子晶体．
（3）Ni²⁺可与丁二酮肟（）作用生成腥红色配合物沉淀A．
①丁二酮肟分子中碳原子的杂化轨道类型有sp³和sp²，1mol该分子中含有的碳碳σ键和碳氮σ键的总数为5N_A．
②氨气在水中的溶解度远大于甲烷，其原因是氨分子与水分子间形成氢键，而甲烷分子不能．
（4）据报道，某种含有镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性，该新型超导晶体的一个晶胞的结构如图所示，则该晶体的化学式为MgNi₃C．
已知晶胞参数为a nm，列示计算该晶体的密度$\frac{213}{（{a×1{0}^{-7}）}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（不用算出结果）

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，据此判断其价电子排布式；
（2）根据分子晶体的熔沸点较低分析；
（3）①根据价层电子对互斥理论确定中心原子杂化方式；C-C为碳碳σ键，C=N含有一个碳氮σ键；
②氢键的存在影响物质的熔沸点和溶解性；
（4）利用均摊法确定晶胞的化学式；根据$ρ=\frac{m}{V}$计算密度；

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）Ni（CO）₄常温为液态，易溶于CCl₄、苯等有机溶剂，则Ni（CO）₄属于分子晶体；
故答案为：分子；
（3）①甲基上碳原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，为sp³杂化，连接甲基的碳原子含有3个价层电子对且不含孤电子对，为sp²杂化；C-C为碳碳σ键，C=N含有一个碳氮σ键，则1mol该分子中含有的碳碳σ键和碳氮σ键的总数为5N_A；
故答案为：sp³和sp²；5N_A；
②N、O、F原子易形成氢键，氢键的存在影响物质的熔沸点和溶解性，所以NH₃与H₂O分子间存在氢键，甲烷分子与H₂O分子间不存在氢键，所以氨气的溶解性大；
故答案为：氨分子与水分子间形成氢键，而甲烷分子不能；
（4）碳原子位于该晶胞的体心上，所以该晶胞中含有一个碳原子；镁原子个数=$\frac{1}{8}$×8，所以该晶胞含有1个镁原子；镍原子个数=$\frac{1}{2}$×6，该晶胞中含有3个镍原子，所以该晶胞的化学式为MgNi₃C；晶胞参数为a nm，所以晶胞的体积为（a×10^-7）³cm³，所以该晶体的密度为$\frac{\frac{213}{{N}_{A}}g}{（a×10{\;}^{-7}）{\;}^{3}cm{\;}^{3}}$=$\frac{213}{（{a×1{0}^{-7}）}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案为：MgNi₃C；$\frac{213}{（{a×1{0}^{-7}）}^{3}{N}_{A}}$．

点评 本题考查晶体的结构与物质的性质的相互关系及应用，做题时注意电子排布式的书写方法，氢键，分杂化类型的判断方法以及晶胞的有关计算，注意学习中有关做题方法的积累．