Question

Ni元素在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:

(1)基态Ni原子价层电子的排布式为_______。

(2)科学家在研究金属矿物质组分的过程中，发现了Cu-Ni-Fe等多种金属互化物。确定某种金属互化物是晶体还是非晶体最可靠的科学方法是对固体进行______。

(3)Ni能与类卤素(SCN)₂反应生成Ni(SCN)₂。Ni(SCN)₂中，第一电离能最大的元素是____；(SCN)₂分子中，硫原子的杂化方式是___，σ键和π键数目之比为_____。

(4)[Ni(NH₃)₆](NO₃)₂中，不存在的化学键为_____(填标号)。

a．离子键    b．金属键    c．配位键     d．氢键

(5)解释CO比N₂的熔沸点高的原因___。

(6)镍合金储氢的研究已取得很大进展。

①图甲是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图。该合金储氢后，含1 mol La的合金可吸附H₂的数目为___。

②Mg₂NiH₄是一种贮氢的金属氢化物。在Mg₂NiH₄晶胞中，Ni原子占据如图乙的顶点和面心，Mg²⁺处于乙图八个小立方体的体心。Mg²⁺位于Ni原子形成的___（填“八面体空隙”或“四面体空隙”）。若晶体的密度为d g/cm³，Mg₂NiH₄的摩尔质量为M g/mol，则Mg²⁺和Ni原子的最短距离为___nm(用含d、M、N_A的代数式表示)。

Answer

3d84s2 X-射线衍射实验 N sp3杂化 5：4 b 二者同属于分子晶体，且相对分子质量相同，CO的极性大于N2，所以范德华力更大，熔沸点更高 3NA 四面体空隙 ×107

【解析】

(1)Ni是28号元素，根据构造原理可得其核外电子排布式，进而可得其价层电子的排布式；

(2)根据X-射线衍射实验确定晶体的存在；

(3)元素的非金属性越强，其电负性就越大；(SCN)2分子结构简式为N≡C-S-S-C≡N，其中S原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断硫原子的杂化方式；共价单键为σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，共价三键中含有1个σ键、2个π键；

(4)该配位化合物属于离子化合物，含有离子键，在络离子中含配位键、共价键，氢键不是化学键；

(5)根据极性分子的分子间作用力比非极性分子的分子之间作用力大分析；

(6)①根据晶胞中原子分摊法计算La、Ni和H2数目，写出化学式即可解答；

②Ni原子占据晶胞的顶点和面心，将晶胞分成8个小正方体，Mg2+处于乙图八个小立方体的体心，即位于Ni原子形成的四面体空隙内，所以Mg2+和Ni原子的最短距离为晶胞体对角线的四分之一，根据密度公式计算晶胞的边长即可解答。

(1)28号元素Ni的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，在参加反应时，Ni原子的最外层的4s电子和次外层的3d电子都可能发生变化，因此其价层电子的排布式是3d84s2；

(2)确定某种金属互化物是晶体还是非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验；

(3)在Ni(SCN)2中涉及到的元素有Ni、S、C、N四种元素，其中Ni是金属元素，电负性最小，在三种非金属元素S、C、N中，元素非金属性最强的元素是N，所以N元素的电负性最大；(SCN)2分子结构简式为N≡C-S-S-C≡N，S原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知硫原子的杂化方式是sp3杂化；由于共价单键为σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，共价三键中含有1个σ键、2个π键，则(SCN)2分子中含有的σ键数目是5个，π键数目是4个，所以σ键和π键数目之比为5：4；

(4)[Ni(NH3)6](NO3)2是离子化合物，配离子[Ni(NH3)6]2+与NO3-通过离子键结合；在配离子[Ni(NH3)6]2+中，中心Ni2+离子与配位键NH3之间通过配位键结合，在配位体NH3中，N、H两种元素的原子之间通过共价键N-H结合，物质中不含金属键，氢键不是化学键，所以不存在的化学键选项为b；

(5) CO和N2都属于分子晶体，且相对分子质量相同，由于CO是极性分子，N2是非极性分子，CO的极性大于N2，所以范德华力更大，因此CO熔沸点比N2更高；

(6)①晶胞中，La个数为8×=1；Ni个数为8×+1=5；H2个数为2×+8×=3，则物质化学式为LaNi5(H2)3，所以1 mol La的合金可吸附3 mol H2，含有的H2的数目为3NA；

②Ni原子占据晶胞的顶点和面心，将晶胞分成8个小正方体，Mg2+处于乙图八个小立方体的体心，即位于Ni原子形成的四面体空隙内，所以Mg2+和Ni原子的最短距离x为晶胞体对角线的四分之一，设晶胞边长为a cm，则x=a cm，晶胞中有8个Mg2+，即晶胞中有4个“Mg2NiH4”，晶胞质量m==da3g，a= cm，故x=a cm=× cm=××107nm。