Question

4．金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛．
（1）基態Ni原子的價電子排布式為3d⁸4s²．
（2）金屬鎳能與CO形成配合物Ni（CO）₄，寫出與CO互為等電子體（原子數相同、電子總數相同）的一種分子和一種離子的化學式N₂、CN^-．
（3）很多不飽和有機物在Ni催化下可與H₂發生加成反應．如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO，其中碳原子采取sp²雜化的分子有①③④（填物質序號），HCHO分子的立體結構為平面三角形．
（4）Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO＞FeO（填“＜”或“＞”）；
（5）金屬鎳與鑭（La）形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結構示意圖如圖所示．該合金的化學式為LaNi₅或Ni₅La．

Answer 1

分析 （1）Ni是28號元素，根據能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規則，寫出其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，據此判斷其外圍電子排布式；
（2）根據等電子體中原子數相同、價電子數相同分析；
（3）根據碳原子含有的σ鍵和孤電子對判斷碳原子采取的雜化方式； 根據價層電子對互斥理論判斷甲醛的空間構型；
（4）離子晶體熔沸點與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比，與離子所帶電荷成正比；
（5）該晶胞中La原子個數=8×$\frac{1}{8}$=1，Ni原子個數=1+8×$\frac{1}{2}$=5，據此確定化學式．

解答 解：（1）Ni是28號元素，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，價電子數為10，價電子排布式為3d⁸4s²，故答案為：3d⁸4s²；
（2）CO含有2個原子14個電子，所以CO互為等電子體的一種分子和一種離子的化學式為：N₂、CN^-（或O₂²⁺、C₂^2-、NO⁺），故答案為：N₂；CN^-；
（3）①CH₂=CH₂中每個碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化，故正確；
②HC≡CH中每個碳原子含有2個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp雜化，故錯誤；
③中每個碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化，故正確；
④HCHO中碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以采取sp²雜化，故正確；
HCHO中碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，所以其空間構型是平面三角形；
故答案為：①③④； 平面三角；
（4）離子晶體熔沸點與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比，與離子所帶電荷成正比，Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為69pm和78pm，則Ni²⁺半徑小于Fe²⁺的半徑，兩種晶體中陰陽離子所帶電荷都相同，所以晶格能NiO＞FeO，所以熔點NiO＞FeO，故答案為：＞；
（5）該晶胞中La原子個數=8×$\frac{1}{8}$=1，Ni原子個數=1+8×$\frac{1}{2}$=5該晶胞中La、Ni原子個數之比為1：5，所以化學式為LaNi₅或Ni₅La，故答案為：LaNi₅或Ni₅La．

點評 本題考查了價電子的排布式、原子雜化方式判斷、晶胞計算及晶體熔沸點大小比較等知識點，題目難度中等．