Question

镍及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。请回答下列问题：

（1）基态 Ni 原子中，电子填充的能量最高的能级符号为_________，价层电子的轨道表达式为_________。

（2）Ni的两种配合物结构如图所示：

A                                                      B

①A 的熔、沸点高于B的原因为_________。

②A晶体含有化学键的类型为___________（填选项字母）。

A．σ键            B．π键            C．配位键            D．金属键

③A晶体中N原子的杂化形式是_________。

（3） 人工合成的砷化镍常存在各种缺陷，某缺陷砷化镍的组成为Ni_1.2As， 其中 Ni 元素只有＋2 和＋3 两种价态， 两种价态的镍离子数目之比为_________。

（4） NiAs的晶胞结构如图所示：

①镍离子的配位数为_________。

②若阿伏加德罗常数的值为N_A，晶体密度为 ρ g·cm^－3，则该晶胞中最近的砷离子之间的距离为_________pm。

Answer

3d A中含氢键 ABC sp2 1:1 4 或

【解析】(1)镍的原子序数为28，其电子排布式为1S22S22P63S23P64S23d8，其价电子的轨道表达式为，所以基态镍原子核外电子填充的能量最高的能级符号为3d；

(2)A中有O—H键，而B中没有，而有O—H键的物质可在分子间形成氢键，使物质的熔沸点升高；在A的分子结构中有C=N双键，其中有σ键和π键，有箭头所示的配位键，故选ABC，其中的N原子以sp2方式杂化；

(3)某缺陷砷化镍的组成为Ni1.2As， 其中Ni元素只有＋2和＋3两种价态，设＋2价的Ni为x个，+3价的Ni为y个，则由原子守恒得x+y=1.2，由化合价原则得2x+3y=3，求出x=y=0.6，所以两种价态的镍离子数目之比为1:1；

(4) 由NiAs的晶胞结构分析可知，与一个Ni3+距离最近的等径As3-为2×2=4个，所以镍离子的配位数为4；该晶胞中含有的Ni3+为(1/8)×8+(1/2)×6=4，含有的As3-为4，即含有4个NiAs微粒，设其棱长为acm，其质量为(134×4)/ NA g，所以a= cm，而As3-位于其1/8晶胞的体心，两个As3-间的距离相当于面对角线的一半，即a=×1010pm。