Question

金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：

(1)镍元素基态原子的价电子排布式为________；3d能级上的未成对的电子数为________。

(2)硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液，中配体的空间构型是________，阴离子的空间立体构型是________。

(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO________FeO(填“”或“”)。

(4)元素铜与镍的第二电离能分别为：I(Cu)=1959kJ/mol，I(Ni)=1753kJ/mol，I(Cu)> I(Ni)的原因是________。

(5)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图甲所示。该合金的化学式为________。

(6)丁二酮肟常用于检验Ni²⁺：在稀氨水中，丁二酮肟与Ni²⁺反应生成鲜红色沉淀，其结构如图乙所示。该结构中，除共价键外还存在配位键和氢键。请在图中用“→”和“…”表示出配位键和氢键。(提示：Ni²⁺的配位数为4)________。

(7)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图丙所示。若合金的密度为dg·cm^-3，晶胞参数a=________nm。

       

Answer

2 三角锥形 正四面体 Cu+失去的是全充满的3d10电子，Ni+失去的是3d84s1上的4s1电子，Cu+的核外电子排布更稳定，失去第二个电子更难，所以铜的第二电离能高于镍的第二电离能 LaNi5

【解析】

(1)Ni元素为28号元素，根据核外电子排布分析价电子排布和3d能级上的未成对的电子数；

(2)根据价层电子对互斥理论判断空间构型；

(3)离子晶体的晶格能越大，熔沸点越高；

(4)能级全满、半满、全空更稳定，更不容易失去电子；

(5)根据均摊法判断化学式；

(6)配位键一方提供空轨道，一方提供孤电子对；氢键是氢原子先与电负性大的原子形成共价键，再与电负性大半径小的原子靠近形成的分子间或分子内的作用力；

(7)根据均摊法确定晶胞内各原子的数目，确定晶胞的质量，再根据计算晶胞参数；

(1)基态Ni原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2，所以其价电子排布为3d84s2，3d能级上有2个未成对电子；

(2)配体为NH3，其价层电子对数为=4，有一对孤电子对，所以空间构型为三角锥形；阴离子为SO，其价层电子对数为=4，不含孤电子对，所以空间构型为正四面体；

(3)根据题意可知Ni2+半径小于Fe2+，所带电荷数相同，所以NiO中离子键更强，晶格能更大，所以熔点NiO>FeO；

(4)Cu+失去的是全充满的3d10电子，Ni+失去的是3d84s1上的4s1电子，Cu+的核外电子排布更稳定，失去第二个电子更难，所以铜的第二电离能高于镍的第二电离能；

(5)根据均摊法Ni原子的个数为=5，La原子的个数为=1，所以化学式为LaNi5；

(6)根据提示Ni2+的配位数为4，其周围有4个N原子和4个C原子，根据C原子的成键方式可知其不含孤电子对，不能作为配原子，而每个N原子都有一对孤电子对，可以作配原子，所以Ni2+提供空轨道，N原子提供孤电子对形成配位键；O原子电负性较大，与其附近的氢原子可以形成氢键，示意图为；

(7)根据均摊法，晶胞中Ni原子的数目为=1，Cu原子的个数为=3，所以晶胞的质量m=，晶胞体积V=a3nm3，则密度为=dg·cm-3=d×10-21g·nm-3，解得a=nm。