Question

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______，3d能级上的未成对电子数为_______。

（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________。

②在[Ni(NH₃)₆]SO₄中Ni²⁺与NH₃之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是______。

③氨的沸点_______（填“高于”或“低于”）膦（PH₃），原因是_______；氨是______分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为_______。

（3）铜晶体铜碳原子的堆积方式如图所示。

①基态铜在元素周期表中位置__________________。

②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目_________。

(4)某M原子的外围电子排布式为3s²3p⁵，铜与M形成化合物的晶胞如图所示(黑点代表铜原子)。

①该晶体的化学式为__________________。

②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于________(填“离子”或“共价”)化合物。

③已知该晶体的密度为ρ g·cm^－3，阿伏加德罗常数为N_A，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为________pm(只写计算式)。

Answer

1s22s22p63s23p63d84s2 2 正四面体 配位键 N原子 高于 氨分子间存在氢键 极性 sp3杂化 第四周期IB族 12 CuCl 共价 ×1010

【解析】

（1）镍元素基态原子序数为28，根据排布式及轨道个数确定未成对电子数目；

（2）①阴离子为硫酸根离子，根据杂化方式确定空间构型；

②Ni2+与NH3之间形成的化学键为配位键，N原子提供孤电子对成键；

③氨分子间存在氢键，作用力比分子间的作用力强；

（3）①铜是29号元素确定其在周期表中的位置；

②铜的晶胞属于面心立方最密堆积；

(4)M原子的外围电子排布式为3s23p5，则M原子为Cl；

①根据晶胞图像按分摊法求解；

②两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7形成离子键，小于1.7形成共价键进行判断；

③该晶胞类似与金刚石的晶胞，Cu和Cl最近的距离是体对角线的1/4，根据密度求出棱长，在求解距离即可；

（1）镍元素基态原子序数为28，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，3d能级有5个轨道，排布8个电子，则有2个未成对电子；

（2）①阴离子为硫酸根离子，中心硫原子孤电子对数=（6+2-2×4）=0，有4条共价键，为sp3杂化，空间构型为正四面体构型；

②Ni2+与NH3之间形成的化学键为配位键，N原子提供孤电子对成键；

③氨分子间存在氢键，而膦分子间不存在氢键，故氨分子的沸点高于膦（PH3）；氨分子为由极性键形成的极性分子，中心氮原子为sp3杂化；

（3）①铜是29号元素，位于第四周期IB族；

②铜的晶胞属于面心立方最密堆积，堆积方式ABC，因此配位数为12，每个铜原子周围最近的铜原子数目是12；

(4)M原子的外围电子排布式为3s23p5，则M原子为Cl；

①根据晶胞图像可知，铜原子在体内，有4个，Cl原子在顶点和面心，有8×1/8+6×1/2=4，两种原子的个数比为1:1，则化学式为CuCl；

②一般认为两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7形成离子键，小于1.7形成共价键，铜与Cl电负性差值=3.0-1.9=1.1＜1.7，属于共价化合物；

③晶胞的体积V=（64+35.5）×4g/（ρg/cm×NA），则晶胞的棱长=cm，该晶胞类似与金刚石的晶胞，Cu和Cl最近的距离是体对角线的1/4，距离为×1010pm。