Question

【題目】

鎳及其化合物在工業生產和科研領域有重要的用途。請回答下列問題：

（1） 基態 Ni 原子中，電子填充的能量最高的能級符號為______，價層電子的軌道表達式為________。

（2）Ni(CO)4 常用作制備高純鎳粉，其熔點為－19.3 ℃， 沸點為 43 ℃。則：

①Ni(CO)4 的熔、沸點較低的原因為________。

②分子中 σ 鍵和 π 鍵的數目之比為________。

③寫出一種與CO 互為等電子體的陰離子的符號________。

（3） NiSO4 常用于電鍍工業，其中 SO42－的中心原子的雜化軌道類型為________，該離子中雜化軌道可用于________。

（4） 氧化鎳和氯化鈉的晶體結構相同，可看成鎳離子替換鈉離子，氧離子替換氯離子。 則：

①鎳離子的配位數為________。

②天然的和人工合成的氧化鎳常存在各種缺陷，某缺陷氧化鎳的組成為Ni0.97O， 其中 Ni 元素只有＋2 和＋3 兩種價態， 兩種價態的鎳離子數目之比為________；若阿伏加德羅常數的值為NA，晶體密度為 ρ g·cm－3，則該晶胞中最近的 O2－之間的距離為________pm。

Answer 1

【答案】 3d Ni(CO)4 屬于分子晶體， 分子間的范德華力容易被破壞 1:1 CN－或 C22－ sp3 形成 σ 鍵 6 91:6 或 6:91

【解析】（1）Ni的原子序數是28，因此基態Ni原子中，電子填充的能量最高的能級符號為3d，根據核外電子排布規律可知價層電子的軌道表達式為。（2）Ni(CO)4 常用作制備高純鎳粉，其熔點為－19.3 ℃， 沸點為 43 ℃。則：

①由于Ni(CO)4 屬于分子晶體，分子間的范德華力容易被破壞，因此Ni(CO)4 的熔、沸點較低。②單鍵都是σ鍵，三鍵分子中含有1個σ鍵和2個π鍵個，所以分子中σ鍵和π鍵的數目之比為8：8＝1:1。③原子數與價電子數分別都相等的互為等電子體，則與CO互為等電子體的陰離子的符號為CN－或C22－。（3）硫酸根中S原子的價層電子對數是4，不含孤對電子，因此 SO42－的中心原子的雜化軌道類型為sp3，該離子中雜化軌道可用于形成σ鍵。（4）①根據氯化鈉的晶胞結構可知鎳離子的配位數為6。②設＋2 和＋3 兩種Ni的原子數分別是x、y，則x+y＝0.97、2x+3y＝2×1，解得x：y＝91:6；根據氯化鈉晶胞結構可知晶胞中最近的 O2－之間的距離為面對角線的一半，若阿伏加德羅常數的值為NA，晶體密度為ρg·cm－3，則 ，解得a＝，即該晶胞的邊長是，所以晶胞中最近的 O2－之間的距離為。