题目内容

1.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.请回答下列问题:
(1)Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d 84s2;
(2)Ni是元素周期表中第28号元素,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.
(3)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=4.CO与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为1:2.
(4)甲醛(H2C═O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH).甲醇分子内C原子的杂化方式为sp3,甲醇分子内的O-C-H键角大于(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的O-C-H键角.
(5)NiO、FeO、MgO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO>(填“<”或“>”)FeO;某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图1所示,请改正图中错误:⑧应为黑色;
(6)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为6、6;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2所示.该合金的化学式为LaNi5.

分析 (1)镍属于28号元素,根据构造原理可以写出该原子的核外电子排布式;
(2)Ni原子外围电子排布为3d84s2,未成对电子数为2,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同元素有碳、氧,同周期随原子序数增大,元素电负性增大;
(3)Ni是28号元素,其价电子数是10,每个CO提供电子数为2,过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18;CO与N2结构相似,CO结构式为C≡O,三键含有1个σ、2个π键;
(4)甲醇分子中C原子形成4个σ键,没有孤电子对,采取sp3杂化,碳原子与之连接的原子具有四面体结构,而甲醛分子内C原子形成3个σ键,没有孤电子对,为平面型结构,根据空间结构判断键角;
(5)离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高;因为MgO的晶体结构类型与氯化钠的相同,而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,⑧应为黑色;
(6)因为NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同,而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以NiO晶胞中Ni和O的配位数也均为6;根据均摊法计算晶胞中La、Ni原子数目,进而确定化学式.

解答 解:(1)镍属于28号元素,根据构造原理可知,Ni的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d 84s2,
故答案为:1s22s22p63s23p63d84s2;
(2)Ni原子外围电子排布为3d84s2,未成对电子数为2,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同元素有碳、氧,同周期随原子序数增大,元素电负性增大,故碳元素电负性较小,
故答案为:C;
(3)Ni是28号元素,其价电子数是10,每个CO提供电子数为2,过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则10+2n=18,解得n=4;
CO与N2结构相似,CO结构式为C≡O,三键含有1个σ、2个π键,则:CO分子内σ键与π键个数之比为1:2,
故答案为:4;1:2;
(4)甲醇分子中C原子形成4个σ键,没有孤电子对,采取sp3杂化,碳原子与之连接的原子具有四面体结构,而甲醛分子内C原子形成3个σ键,没有孤电子对,为平面型结构,故甲醇分子内的O-C-H键角大于甲醛分子内的O-C-H键角,
故答案为:sp3;大于;
(5)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子所带电荷相同,而Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,NiO的离子键比FeO离子键更强,故熔点:NiO>FeO;
因为MgO的晶体结构类型与氯化钠的相同,而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,⑧应为黑色,
故答案为:>;⑧应为黑色;
(6)因为NiO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以NiO晶胞中Ni和O的配位数也均为6;
晶胞中镧原子数=8×$\frac{1}{8}$=1,镍原子数=1+8×$\frac{1}{2}$=5,所以化学式为LaNi5,
故答案为:6;6;LaNi5.

点评 本题是对物质结构和性质的考查,涉及核外电子排布、配合物、杂方式化、化学键、晶体熔沸点比较、晶胞结构与计算等知识点,需要学生具备扎实的基础,题目难度中等.

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