Question

Ti、Fe、Ni、Cu、Zn、La等过渡金属能形成配合物或化合物与这些金属原子的电子层结构有关．

（1）基态Ni原子的外围电子排布式为

 

．
（2）CO可以和很多过渡金属形成配合物，如羰基铁[Fe（CO）₅]、羰基镍[Ni（CO）₄]．其中Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）₅晶体属于

 

 （填晶体类型）．CO与N₂互为等电子体，与CO互为等电子体的离子为

 

（任写一种）；
（3）[Cu（NH₃）₄]²⁺具有对称的空间构型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH₃）₄]²⁺的空间构型为

 

．
（4）现有含钛的两种颜色的晶体，Ti³⁺的配位数均为6，一种为紫色，一种为绿色，相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl₃?6H₂O．为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；
b．分别往待测溶液中滴入AgNO₃溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO₃溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3．试推断绿色晶体的化学式为

 

．
（5）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛．立方ZnS晶体结构如图1所示，其晶胞边长为540.0pm，则a位置S^2-与b位置Zn²⁺之间的距离为

 

 pm（列式表示）．
（6）镧镍合金有很强储氢能力，已知镧镍合金LaNi_n晶胞如图2，晶胞体积为9.0×10^-23cm³，储氢后形成LaNi_nH_4.5合金（氢进入晶胞空隙，体积不变），氢在合金中的密度为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,配合物的成键情况

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）根据核外电子排布规律书写；
（2）根据物质的性质判断晶体类型；根据等电子体的定义，只要原子数目和电子总数（或价电子总数）相同就是等电子体；
（3）形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体；
（4）Ti³⁺的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO₃溶液，均产生白色沉淀，则配合物的外界有氯离子，两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原紫色晶体的水溶液与AgNO₃溶液反应得到的白色沉淀质量为绿色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的

3

2

，可知紫色晶体中含3个氯离子，绿色晶体中含2个氯离子．
（5）每个黑色小球连接4个白色小球，构成正四面体结构，白球和黑球之间的夹角为109°28′，两个白球之间的距离=270

2

pm，根据余弦定理计算白球和黑球之间的距离．
（6）晶胞中拥有4.5个H原子，氢在合金中的密度为ρ=

m

V

．

解答： 解：（1）基态₂₈Ni原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，其价电子排布式为：3d⁸4s²；
故答案为：3d⁸4s²．
（2）Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，熔沸点降低，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）₅晶体属于分子晶体；根据等电子体的定义，CO的等电子体必须是双原子分子或离子，且电子总数相等，如果是阳离子离子，原子序数之和减去所带电荷数值等于电子数，如：NO⁺，O₂²⁺，如果是阴离子，原子序数之和加上所带电荷数值等于电子数，如CN^-，C₂^2-；．
故答案为：分子晶体；CN^-．
（3）形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代，只有一种结构，所以应为平面正方形，
故答案为：平面正方形．
（4）Ti³⁺的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO₃溶液，均产生白色沉淀，则配合物的外界有氯离子，两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原紫色晶体的水溶液与AgNO₃溶液反应得到的白色沉淀质量为绿色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的

3

2

，可知紫色晶体中含3个氯离子，绿色晶体中含2个氯离子，故绿色晶体的化学式为[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O，
故答案为：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O．
（5）每个黑色小球连接4个白色小球，构成正四面体结构，白球和黑球之间的夹角为109°28′，两个白球之间的距离=270

2

pm，设S^2-离子与Zn²⁺离子之间的距离为x，2x²-2x²cos109°28′=（270

2

）²，x=

(270 2 )2 2(1-COS109°28′)

=

270

1-COS109°28′

pm；
故答案为：

270

1-COS109°28′

．
（6）晶胞中拥有4.5个H原子，氢在合金中的密度为ρ=

m

V

=

4.5×1 6.02×1023

9.0×10-23

=0.083g/cm³，
故答案为：0.083 g?cm^-3．

点评：本题考查了电子排布式、分子结构和性质、配位键、晶胞计算等知识点，是对物质结构知识的综合考查，侧重对知识迁移的运用、分析解决问题的能力考查，题目难度较大．