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20.鎳(Ni)是一種重要的金屬,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(外圍電子)排布式為3d84s2

(2)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;
(3)NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同,Ni2+和Fe2+的半徑分別為69pm和78pm,則熔點NiO>FeO(填“<”或“>”);
(4)NiO晶胞中Ni和O的配位數分別為6、6;
(5)金屬鎳與鑭( La)形成的合金足一種良好的儲氫材料,其晶胞結構示意圖如圖1所示該合金的化學式為LaNi5
(6)丁二酮肟常用于檢驗Ni2+:在稀氨水介質中,丁二酮肟與Ni2+反應可生成鮮紅色沉淀,其結構如圖2所示.
①該結構中,碳碳之間的共價鍵類型是σ鍵,碳氮之間的共價鍵類型是一個σ鍵、一個π鍵;,氮鎳之間形成的化學鍵是配位鍵;
②該結構中,氧氫之間除共價鍵外還可存在氫鍵;
③該結構中,碳原子的雜化軌道類型有sp2、sp3

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;
(3)離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關,離子所帶電荷數越多,離子半徑越小,離子鍵越強,熔點越高;
(4)因為Ni0、Fe0的晶體結構類型均與氯化鈉的相同,而氯化鈉中陰陽離子的配位數均為6,所以Ni0晶胞中Ni和O的配位數也均為6;
(5)晶胞中鑭原子數8×$\frac{1}{8}$=1;鎳原子數=1+8×$\frac{1}{2}$=5,由此可判斷出化學式;
(6)碳氮之間是雙鍵,雙鍵是由一個σ鍵和一個π鍵構成;鎳原子有空軌道,氮原子有孤電子對,因此二者形成配位鍵;丁二酮肟中甲基中的碳原子都是單鍵,在與氮相連的碳上有碳氮雙鍵,據此判斷雜化方式.

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)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;
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;
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;
④HCHO中碳原子含有3個σ鍵,不含孤電子對,所以采取sp2雜化;
故碳原子采取sp2雜化的分子有①③④;
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;
(3)Ni0、Fe0的晶體結構類型均與氯化鈉的相同,說明二者都是離子晶體,離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關,離子所帶電荷數越多,離子半徑越小,離子鍵越強,熔點越高.由于Ni2+的離子半徑小于Fe2+的離子半徑,屬于熔點是NiO>FeO,
故答案為:>;
(4)因為Ni0、Fe0的晶體結構類型均與氯化鈉的相同,而氯化鈉中陰陽離子的配位數均為6,所以Ni0晶胞中Ni和O的配位數也均為6.故答案為:6;6;
(5)晶胞中鑭原子數8×$\frac{1}{8}$=1;鎳原子數=1+8×$\frac{1}{2}$=5,所以化學式為LaNi5,故答案為:LaNi5
(6)①碳氮之間是雙鍵,雙鍵是由一個σ鍵和一個π鍵構成;鎳原子有空軌道,氮原子有孤電子對,因此二者形成配位鍵;
②氧原子與氫原子之間可以形成氫鍵;
③丁二酮肟中甲基中的碳原子都是單鍵,在與氮相連的碳上有碳氮雙鍵,因此雜化類型是sp2和sp3雜化,
故答案為:①一個σ鍵、一個π鍵;配位鍵;②氫鍵;③sp2、sp3

點評 本題考查晶體的結構與物質的性質的相互關系及應用,做題時注意電子排布式的書寫方法,晶體熔點比較發放,分子空間構型的判斷方法以及晶胞的有關計算,注意學習中有關做題方法的積累.

練習冊系列答案
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請回答:
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