Question

镍及其化合物是重要的合金材料和催化剂。

（1）基态镍原子的价电子排布式为___，它核外有___种运动状态不同的电子。

（2）Ni²⁺可以形成多种配离子，比如[Ni(NH₃)₄]²⁺、[Ni(CN)₄]^2-等。CN^-中碳原子的杂化方式为___，与CN^-互为等电子体的一种分子是___。[Ni(NH₃)₄]²⁺中H-N-H键角比NH₃分子中H-N-H键角___（填“大”、“小”或“相等”），原因是___。

（3）元素铜与镍的第二电离能分别为：I₂(Cu)=1958kJ/mol、I₂(Ni)=1753kJ/mol，铜的第二电离能更大的原因是___。

（4）NiO的晶体结构如图甲所示，其中离子坐标参数A为（0，0，0），B为（1，1，0），则C离子坐标参数为___。

（5）一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O^2-作密置单层排列，Ni²⁺填充其中（如图乙），已知O^2-的半径为apm，设阿伏加德罗常数的值为N_A，每平方米面积上分散的该晶体的质量为___g（用含a、N_A的代数式表示）。

Answer

3d84s2 28 sp N2或CO 大 NH3中N的孤电子对形成配位键后，使N—H成键电子对所受斥力减小，键角增大 Cu+的价电子排布式为3d10，处于半充满，而Ni+的价电子排布式为3d84s1，因此Cu+比Ni+稳定，更难失电子 （1，，）

【解析】

(1)镍原子的核电荷数为28，基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，原子核外不存在运动状态完全相同的电子；

(2)根据CN-中碳原子的价层电子对数确定杂化方式；原子数目和价电子数相等的微粒互为等电子体；孤对电子与成键电子对之间排斥＞成键电子-成键电子排斥，键角被压缩；

(3)核外电子处于半充满、全充满状态时，能量较低较稳定；

(4)NiO的晶体结构如图甲所示，其中离子坐标参数A 为(0，0，0)，B为(1，1，0)，C在x、y、z轴上的投影分别是1、、；

(5)根据图知，每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围，如图所示，相邻的3个圆中心连线为正三角形，三角形的边长为2apm，每个三角形含有一个Ni原子，三角形的面积=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2，如图实际上每个Ni原子被两个小三角形包含小平行四边形面积为2×10-24a2m2，O原子个数=×6=1，由此计算每平方米面积上分散的该晶体的质量。

(1)镍原子的核电荷数为28，基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，则价电子排布式为3d84s2；原子核外不存在运动状态完全相同的电子，则Ni核外有28种运动状态不同的电子；

(2)CN-中碳原子的价层电子对数目为1+=2，则碳原子的杂化方式为sp；CN-的原子数目为2，价电子数为10，则与CN-互为等电子体的一种分子是N2或CO；NH3分子中N原子有1个孤对电子，[Ni(NH3)4]2+中NH3中N的孤电子对形成配位键后，使N—H成键电子对所受斥力减小，键角增大，则[Ni(NH3)4]2+中H-N-H键角大于NH3分子中H-N-H键角；

(3)Cu+的价电子排布式为3d10，处于全充满，而Ni+的价电子排布式为3d84s1，因此Cu+比Ni+稳定，更难失电子，所以铜的第二电离能较大；

(4)NiO的晶体结构如图甲所示，其中离子坐标参数A 为(0，0，0)，B为(1，1，0)，C在x、y、z轴上的投影分别是1、、，所以C的晶胞参数为(1，，)；

(5)根据图知，每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围，如图所示，相邻的3个圆中心连线为正三角形，三角形的边长为2apm，每个三角形含有一个Ni原子，三角形的面积=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2，如图实际上每个Ni原子被两个小三角形包含小平行四边形面积为2×10-24a2m2，O原子个数=×6=1，每平方米面积上分散的该晶体的质量==g。