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。回答下列间题：

(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 的空间立体构型是 _________。   

②在[Ni(NH₃)₆]²⁺中Ni²⁺与 NH₃之间形成的化学键称为__________。

③氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH₃)，原因是 _______。氨分子中，中心原子的轨道杂化类型为 ___________。

(3)单质铜及镍都是由金属键形成的晶体，元素铜与镍的第二电离能分别为：I_Cu＝1958kJ•mol^-1、I_Ni= 1753 kJ•mol^-l，I_Cu ＞ I_Ni的原因是_______。

(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

若合金的密度为dg•cm^-3，晶胞参数 a =________nm 。

Answer

1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2 正四面体 配位键 高于 NH3 分子间可形成氢键 sp3 铜失去的是全充满的 3 d10电子，镍失去的是 4s1 电子 ×107

【解析】

根据构造原理写出镍的核外电子排布式，3d能级上的未成对电子数；根据价层电子对互斥理论判断的立体构型；根据配位键的特点分析；分子间存在氢键，分子间作用力强，所以氨的沸点高于膦；根据价层电子对互斥理论判断氨分子的中心原子杂化类型；单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；比较Cu+和Ni+核外电子排布；根据均摊法计算铜和镍原子个数，再根据d=进行计算。

(1)镍是28号元素，位于第四周期Ⅷ族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，3d能级有5个轨道，先占满5个自旋方向相同的电子，剩余3个电子再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对的电子数为2；

(2)①根据价层电子对互斥理论，的中心原子的价电子数为，孤电子对数为0，则阴离子的立体构型是正四面体形；

②根据配位键的特点，在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为配位键；

③分子间存在氢键，分子间作用力强，所以氨的沸点高于膦；根据价层电子对互斥理论，氨中心原子N的价电子数为，孤电子对数1，则中心原子是sp3杂化；

(3)铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；Cu+的外围电子排布为3d10，呈半充满状态，比较稳定，Ni+的外围电子排布为3d84s1，Cu+的核外电子排布更稳定，失去第二个电子更难，元素铜的第二电离能高于镍的，所以ICu＞INi；

(4)据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×=3，镍原子的个数为8×=1，则铜和镍原子的数量比为3：1；则该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为dg·cm-3，根据d=g·cm-3，则晶胞参数a=cm=×107nm。