Question

【題目】鎳鉻鋼俗稱不銹鋼，在日常生活中應用廣泛，含有鐵、鉻、鎳、碳等元素。

請回答下列問題：

（1）鎳的基態原子核外價層電子排布式為_______________，基態Fe3+有_____種不同運動狀態的電子，基態鉻原子有__________個未成對電子。

（2）配合物[Cr(H2O)6]3+中，與Cr3+形成配位鍵的原子是_______________（填元素符號），鉻的高價化合物可將CH3CH2OH 氧化為CH3CHO，CH3CHO 中—CH3和—CHO 中碳原子的雜化方式分別為_______________、___________________。

（3）鎳能與CO 形成Ni(CO)4，常溫下Ni(CO)4是無色液體，易溶于有機溶劑，推測Ni(CO)4是__________晶體，組成Ni(CO)4的三種元素電負性由大到小的順序為_______________（填元素符號），CO 分子中π鍵與σ鍵的個數比為_______________。

（4）NiO 的立方晶體結構如圖所示，則O2-填入Ni2+構成的________空隙（填“正四面體”、“正八面體”、“ 立方體”或“壓扁八面體”）。NiO晶體的密度為ρg·cm-3，Ni2+和O2-的半徑分別為r1pm和r2pm，阿伏加德羅常數值為NA，則該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為___________________________________。

Answer 1

【答案】 3d84s2 23 6 O sp3 sp2 分子晶體 O>C>Ni 2：1 正八面體

【解析】試題分析：本題考查物質結構與性質，涉及價層電子排布式的書寫，電負性的比較，原子雜化方式的判斷，σ鍵和π鍵的判斷，配位化合物，晶體類型的判斷，晶胞的分析和計算。

（1）Ni的原子序數為28，基態Ni原子核外有28個電子，根據構造原理，基態Ni原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，價層電子排布式為3d84s2。Fe原子核外有26個電子，Fe3+核外有23個電子，每個電子的運動狀態都不相同，基態Fe3+有23種不同運動狀態的電子。基態Cr原子核外有24個電子，基態Cr原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，3d上5個電子和4s上的1個電子為未成對電子，基態Cr原子有6個未成對電子。

（2）配合物[Cr（H2O）6]3+中，中心離子為Cr3+，配體為H2O，Cr3+具有空軌道，H2O中O原子上有孤電子對，O原子提供孤電子對與Cr3+形成配位鍵，與Cr3+形成配位鍵的原子是O。CH3CHO中—CH3中碳原子形成4個共價單鍵，—CH3中碳原子為sp3雜化，—CHO中碳原子形成1個碳氧雙鍵和2個單鍵，—CHO中碳原子為sp2雜化。

（3）由于Ni（CO）4常溫下是無色液體，易溶于有機溶劑，Ni（CO）4是分子晶體。非金屬性OCNi，元素的非金屬性越強，元素的電負性越大，組成Ni（CO）4三種元素電負性由大到小的順序為OCNi。CO的結構式為CO，三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵，CO分子中π鍵與σ鍵的個數比為2:1。

（4）根據NiO的立方晶體結構知，O2-周圍等距離最近的Ni2+有6個，6個Ni2+構成正八面體，O2-填入Ni2+構成的正八面體空隙。用“均攤法”，晶胞中含Ni2+：8+6=4，含O2-：12+1=4；晶胞中原子的體積為4π（r110-10cm）3+4π（r210-10cm）3=4π（r13+r23）10-30cm3；1mol晶體的質量為75g，1mol晶體的體積為cm3，晶胞的體積為4cm3；該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為4π（r13+r23）10-30cm3（4cm3）100%=100%。