Question

10．铁、锌、镍、铬及其合金在现代社会中的用途越来越广泛．
（1）铁在元素周期表中的位置是第四周期Ⅶ族，基态铁原子有26种不同运动状态的电子．
（2）镍可与CO形成配合物Ni（CO）n，CO分子中σ键与π键的个数比为1：2；该配合物中原子Ni的价层电子总数为18，则n=4，该配合物的熔点是170℃，则Ni（CO）n 属于分子
（3）在铬的摧化作用下，乙醇可被空气氧化为乙醛（CH₃CHO），乙醛分子中碳原子的杂化方式是
sp²和sp³，乙醛分子中H-C=O的键角大于（填“大于”、“等于”或“小于”）乙醇分子中的H-C-O的键角．乙醇和乙醛均极易溶于水，其主要原因是乙醛、乙醇均能与水形成分子间氢键．
（4）立方NiO晶体结构类似于NaCl，则Ni²⁺填入O^2-构成的正八面体空隙（填“正四面体”、“正八面体”、“立方体”或“压扁八面体”）．其晶胞边长为ɑ pm，列式表示NiO晶体的密度为$\frac{300}{{N}_{A}•{a}^{3}}×1{0}^{30}$g/cm³（不必计算出结果，阿伏加德罗常数的值为N_A）

Answer 1

分析 （1）周期表中的位置：电子层数等于周期序数，族序数看价电子，如果d轨道没有价电子就是主族元素，有几个价电子就是第几主族，如果d轨道上有价电子就是副族元素，价电子有几个就是第几副族，如果价电子为8、9或者10个就都是第Ⅷ族，价电子d轨道上是10个电子，s轨道上有几个电子就是第几副族；核外电子的运动状态各不相同，因此核外有多少电子就有多少不同运动状态的电子；
（2）CO分子与N₂互为等电子体，CO结构式为C≡O，共价单键是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键；价电子总数（18）=Ni的价电子数（10）+CO提供电子数（n×2），Ni（CO）_n的熔点是170℃，熔点低，则该化合物属于分子晶体；
（3）乙醛中甲基上的C采取sp³杂化类型，醛基中的C采取sp²杂化类型；碳原子杂化方式不同导致其键角不同；氢键影响物质的溶解性；
（4）立方NiO晶体结构类似于NaCl，则Ni²⁺填入O^2-构成的正八面体，根据均摊法计算晶胞中Ni、O原子数目，进而计算晶胞质量，再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度．

解答 解：（1）铁核外电子数为26，各电子层电子数为2、8、14、2，原子基态时的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，所以位于第四周期第VIII族，基态铁原子核外电子数为26，有26种不同运动状态的电子，
故答案为：第四周期Ⅶ族；26；
（2）CO分子与N₂互为等电子体，CO结构式为C≡O，CO分子中σ键与π键的个数比为1：2，该配合物中原子Ni的价层电子总数为18，价电子总数（18）=Ni的价电子数（10）+CO提供电子数（n×2），n=4，Ni（CO）_n的熔点是170℃，熔点低，则该化合物属于分子晶体，
故答案为：1：2；4；分子；
（3）乙醛中甲基上的C形成4条σ键，无孤电子对，因此采取sp³杂化类型，醛基中的C形成3条σ键和1条π键，无孤电子对，采取sp²杂化类型；乙醇中含有醇羟基的碳原子采用sp³杂化，导致乙醛分子中H-C-O的键角大于乙醇分子中的H-C-O的键角，乙醛、乙醇均能与水形成分子间氢键，所以乙醇和乙醛均极易溶于水，
故答案为：sp²和sp³；大于；乙醛、乙醇均能与水形成分子间氢键；
（4）Na⁺填入Cl^-构成的正八面体，则Ni²⁺填入O^2-构成的正八面体，晶胞中Ni原子数目为1+12×$\frac{1}{4}$=4，氧原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞质量为4×$\frac{59+16}{{N}_{A}}$g，晶胞边长为apm，晶胞体积为（a×10^-10 cm）³，NiO晶体的密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{300}{{N}_{A}•{a}^{3}}×1{0}^{30}$，
故答案为：正八面体；$\frac{300}{{N}_{A}•{a}^{3}}×1{0}^{30}$．

点评 本题考查了物质结构和性质，涉及核外电子排布、化学键、杂化轨道、氢键、晶胞计算等，为高频考点，利用构造原理写出基态该原子核外电子排布，注意利用均摊法计算晶胞质量，（4）为该题难点，题目难度中等．