Question

2．东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品．回答下列问题：
（1）镍元素基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²，3d能级上的未成对的电子数为2；
（2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni（NH₃）₆]SO₄蓝色溶液；
①[Ni（NH₃）₆]SO₄中阴离子的立体构型是正四面体．
②在[Ni（NH₃）₆]²⁺中Ni²⁺与NH₃之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是N．
③氨的沸点高于（填“高于”或“低于”）膦（PH₃），原因是氨气分子间存在氢键；
氨是极性分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为sp³．
（3）单质铜及镍都是由金属键形成的晶体．
（4）某镍铜合金的立方晶胞结构如图所示．
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为3：1．
②若合金的密度为dg/cm³，晶胞参数a=$\root{3}{\frac{251}{d{N}_{A}}}$×10⁷nm．

Answer 1

分析 （1）Ni是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理书写镍元素基态原子的电子排布式；3d能级上的未成对的电子数为2；
（2）①[Ni（NH₃）₆]SO₄中阴离子价层电子对个数=4+$\frac{6+2-4×2}{2}$=4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断硫酸根离子的立体构型；
②含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键，提供孤电子对的成键原子是N；
③有氢键的氢化物熔沸点较高；
氨气分子结构不对称，正负电荷重心不重合；氨气分子中中心原子N原子的价层电子对个数=3+$\frac{5-3×1}{2}$=4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断N原子的轨道杂化类型；
（3）金属晶体中存在金属键；
（4）①该晶胞中Ni原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1、Cu原子个数=6×$\frac{1}{2}$=3；
②该晶胞的化学式为Cu₃Ni，若合金的密度为dg/cm³，晶胞参数=$\root{3}{\frac{\frac{M}{{N}_{A}}}{ρ}}$．

解答 解：（1）Ni是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理书写镍元素基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；3d能级上的未成对的电子数为2，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；2；
（2）①[Ni（NH₃）₆]SO₄中阴离子价层电子对个数=4+$\frac{6+2-4×2}{2}$=4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断硫酸根离子的立体构型为正四面体，
故答案为：正四面体；
②含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键，在[Ni（NH₃）₆]²⁺中Ni²⁺提供空轨道、NH₃提供孤电子对，所以在[Ni（NH₃）₆]²⁺中Ni²⁺与NH₃之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是N，
故答案为：配位键；N；
③有氢键的氢化物熔沸点较高，氨气中含有氢键、膦中不含氢键，则氨的熔沸点高于膦；
氨气分子结构不对称，正负电荷重心不重合，所以为极性分子；氨气分子中中心原子N原子的价层电子对个数=3+$\frac{5-3×1}{2}$=4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断N原子的轨道杂化类型为sp³，
故答案为：高于；氨气分子间存在氢键；极性；sp³；
（3）金属晶体中存在金属键，则该物质中含有金属键，故答案为：金属；
（4）①该晶胞中Ni原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1、Cu原子个数=6×$\frac{1}{2}$=3，则Cu、Ni原子个数之比为3：1，故答案为：3：1；
②该晶胞的化学式为Cu₃Ni，若合金的密度为dg/cm³，晶胞参数=$\root{3}{\frac{\frac{M}{{N}_{A}}}{ρ}}$=$\root{3}{\frac{\frac{251}{{N}_{A}}}{d}}$cm=$\root{3}{\frac{251}{d{N}_{A}}}$×10⁷nm，故答案为：$\root{3}{\frac{251}{d{N}_{A}}}$×10⁷．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、价层电子对互斥理论、配位键、原子核外电子排布等知识点，侧重考查学生对物质结构、基本理论的理解和运用，孤电子对的计算方法是易错点．